Схемы работы станка совместно с прибором активного контроля 5 страница

Воздушный групповой фильтр БВ-3101 (рис. 61) служит для предварительной очистки и окончательного удаления влаги воздуха, поступающего к пневматическим измерительным приборам и автоматам. Применение группового фильтра не исключает необходи­мости установки непосредственно перед прибором индивидуального фильтра окончательной (тонкой) очистки воздуха мод. 336 или блока фильтра со стабилизатором мод. 337 и 339, выпускаемых заводом «Ка­либр».

Групповой фильтр выполнен в виде полого цилиндра, разделен­ного на два отсека, образующие три ступени очистки воздуха. На входе фильтра установлены кран 1 для присоединения к сети и влаго-
отделитель 2 типа В41-13 с металлокерамическим фильтрующим эле­ментом, задерживающим частицы пыли и механические примеси раз­мером свыше 0,05 мм. Во влагоотделителе задерживается также основ­ная часть влаги, находящейся в воздухе во взвешенном состоянии. Поступая в отстойник группового фильтра, поток воздуха резко изме­няет скорость и направление движения, что способствует дальнейшему выпадению осадка. Во избежание захвата конденсата струей прохо­дящего воздуха нижняя часть отстойника изолируется от остальной части фильтра отражателем 7. Для периодического удаления скопив­шегося конденсата служит кран 8.

Поглощение влаги, находящейся в воздухе в парообразном состоя­нии, осуществляется на второй ступени фильтра с помощью патрона, заполненного высокоэффективным адсорбентом—цеолитом 6. Емкость цеолитного поглотителя невелика. Поэтому, если в групповой фильтр поступает неосушенный воздух, то поглотитель быстро насыщается и не поглощает влагу. Установленный на верхней части фильтра инди­катор влажности 4 позволяет судить по изменению цвета наполнителя о насыщении влагой цеолита, а следовательно, и о его работоспособ­ности.

Предварительная очистка воздуха от механических примесей осу­ществляется иа последней ступени высокопроизводительным фильтру­ющим элементом б из ультратоикого стекловолокна. Для контроля давления воздуха на выходе из группового фильтра служит манометр 3.

Технические характеристики

Групповых воздушных фильтров БВ-3101-01 в БВ-3101-02

БВ-3101-01 БВ-3101-02 6 10

0,35—0,7 120 250

99,9

0,025 4000

М14Х1 М18Х1.8 31,2

»

Фильтры изготовляет по заказам московский завод «Калибр»

Условный проход, мм ....................................................................... Допускаемое давление иа входе, МПа . . . . Расход воздуха, л/мин....................................................................... Степень очистки воздуха, %, не менее . . . . Падение давлении в фильтре при давлении па входе 0,35 МПа и максимальном расходе, МПа Продолжительность работы фильтра, ч . . . . Присоединительная резьба иа входе и выходе по ГОСТ 9150—59 •...................................................................... Масса, кг..................................................................................................

Групповой фильтр устанавливают в непосредственной близости от обслуживаемых им приборов. Рабочее положение фильтра — верти­кальное. При монтаже фильтра следует обеспечить свободный доступ к спускным кранам влагоотделителя и отстойника фильтра, а также возможность наблюдения за показаниями манометра и индикатора влажности. Участки воздухопровода от установки для осушки воздуха до группового фильтра и от группового фильтра до индивидуальных фильтров тонкой очистки необходимо монтировать с наклоном в сто­рону, противоположную направлению потока воздуха. Отводные па­трубки следует располагать вверху основной магистрали. Такое рас­положение воздухопровода способствует сбору конденсата в отстойни­ках и предотвращает его распространение по магистрали. При эксплуа­тации воздушного группового фильтра слив конденсата из влагоотде­лителя и отстойника следует производить по мере его накопления, во не реже одного раза в смену.

Рис. 83. Влагоотделитель ти­на B4I

По мере насыщения влагой наполнитель второй ступени фильтра — цеолит следует заменить новым либо подвергнуть регенерации путем прокаливания при 200° С в течение 20 мин. Необходимость замены или регенерации наполнителя определяется по изменению цвета индика­тора влажности.

Выпускают специальные индивидуальные фильтры, обладающие высокой эффективностью очистки воздуха. Принципиальная схема фильтра мод. 336 завода «Калибр» показана на рис. 62.

Воздух из сети после группового фильтра поступает во внутрен­нюю полость колпака 1 и далее через фильтрующую ткань 2 (ФПП-2 — фильтр профессора Петрякова) в выходной канал. Ткань ФПП обла­дает высокой эффективностью очистки, которая достигает 99,95%. Эта ткань обеспечивает фильтрацию частиц размером до 0,2 мкм. Под отражателем 3 образуется зона для сбора конденсата, который удаляют при ежедневном обслуживании через вентиль 4. Давление на вход фильтра составляет 0,3—0,6 МПа, наибольший расход 6 м^я/ч, па­дение давления на фильтре 0,02 МПа.

Влагоотделители предназначены для предварительной очистки воздуха от масла, влаги и механических частиц. В пневмати­ческих измерительных системах для предварительной очистки воздуха используют влагоотделители типа В41 (рнс, 63, табл. 25).

Рис. 82. Схема индивидуаль­ного фильтра мод. 336 завода < Калибр»

Поток сжатого воздуха, подводимого от сети, проходя через щели крыльчатки 1, сообщающие воздуху движение по винтовой линии, по­падает в прозрачный стакан 2. Мелкие частицы воды, находящиеся в потоке воздуха во взвешенном состоянии, под действием центробеж­ных сил отбрасываются на стенки стакана и затем стекают вниз в зону для сбора конденсата, отделенную от остальной части стакана отра­жателем 4. Дальнейшая очистка воздуха от механических примесей происходит в металлокера.мическом фильтре 3.

25. Технические характеристики влагоотделителей типа B41 Параметр В41-13 1)41-14 В41-16 Наибольший рекомендуемый расход сжа­       того воздуха, л/мин.................................................. Рабочее давление, МПа......................................   0,2-0,6   Потеря давления при наибольшем реко­       мендуемом расходе, МПа................................................ Не более Не более 0,016   0,012     Средвий козффициент влагоотделения, % Наименьший размер частиц, задержан­           ных фильтром, мм ..............................................................   0,05   Масса, кг ............................................................................ 0,91 0,9 1.9 Присоединительные размеры......................................... К 3/8" К 1/2" К 1"

Конденсат из влагоотделителя удаляется под действием сжатого воздуха при открывании шарикового клапана 5. Вместе с конденсатом удаляются и механические примеси.

ВОЗДУХОПРОВОДЫ

Сжатый воздух к пневматическим измерительным приборам подается по медным (табл. 26) и поливинилхлоридным трубкам (табл. 27).

В медных трубах, подвергаемых перед монтажом отжигу, обра- вуется окалина, которую после придания трубе соответствующей формы необходимо удалить. Перед установкой трубы на прибор ее нужно тщательно продуть сжатым воздухом.

В качестве воздухопровода, соединяющего измерительную оснастку прибора с отсчетным прибором, лучше всего применять поливинил- хлоридные трубки (см. табл. 28), сочетающие гибкость с прочностью. При достаточной толщине стенки эти трубки могут быть использованы также на участке воздухопровода от стабилизатора давления до входного сопла.

При р_ноы до 1 МПа в качестве воздухопровода применяют медные трубы по ГОСТ 617—72. В технически обоснованных случаях эти

26. Трубы ыедные по ГОСТ 617—72 (тянутые и холоднокатаные) Наружный диаметр, мм Толщина стенки, мм   номиналь­ный Отклонение номиналь­ная Отклонение Масса 1 м, кг   0,5   0,049 —0,15 0,8   0,116 8 10   1.0 ±0,1 0,196 0,252 12 14 — 0,20     0,307 0,363   1,5 — 0,15 0,475

27. Трубки поливинилхлоридные ТУ Внутренний диаметр ''вя Толщина стенки S Цист   мм   6-05-1632—73 0,7 Черный, белый, красный, голу­бой, зеленый, желтый     120-68 1,0 Прозрачный с голубым оттенком     6-05-1342-70 1.5 Прозрачный с голубым оттенком     6-01-2-120—73   6-01-2-313—73 2,0 Прозрачный с желтым оттенком

трубы допускается также использовать при р_иом = 0,6—0,25 МПа. Трубки поливинилхлоридные по ТУ 120—68 применяют при р_НОм = = 0,25 МПа.

Для соединений гибких воздухопроводов используют широкую номенклатуру концевых проходных и переходных штуцеров, уголь­ников, тройников, крестовин, гаек и ниппелей по СТП-БВ-201—73 н- -г-СТП-БВ-227—73.

Прн назначении внутреннего диаметра воздухопровода на участке от источника питания до стабилизатора давления (для участков, на­ходящихся под сетевым давлением) принимают нижнюю границу сете­вого давления равной 0,32 МПа, а максимально допустимую скорости потока воздуха 15 м/с. Внутренние диаметры воздухопроводов, необ­ходимых для питания одного или нескольких стабилизаторов давления мод. 335 и 337, работа­ющих с наибольшим расходом воздуха, приведены в табл. 28.

Внутренний диаметр возду­хопровода, соединяющего стаби­лизатор давления с входными соплами прибора, рекомендуется принимать равным 6 мм.

28. Внутренний диаметр воздухопровода, соединяющего источник питания и стабилизатор давления Расход воздуха, м'/ч Число стабили­заторов Внутрен­ний диа­метр воз­духопро­вода, мм До 6 6-11 11-17 17—24 24—39 5-6

Оптимальный диаметр отвер­стия воздухопровода измеритель­ной камеры на участке входное сопло— измерительная оснастка d_BH = 3 мм в случае примене­ния входных сопл с d] < 1 мм или d„_H= 4 мм при А ^ 1.2 мм.

Качество монтажа воздухопровода пневматического измеритель­ного устройства определяют по отсутствию засорений и его герметич­ности. Все элементы воздухопровода, особенно после группового филь­тра, должны быть тщательно очищены от окалины, стружки, масла и других загрязнений и продуты очищенным сжатым воздухом.

Герметичность воздухопровода на участке от компрессора до ста­билизатора давления на работе пневматических измерительных ус­тройств ие сказывается. Утечки в этом случае лишь увеличивают рас- код воздуха и в некоторой степени могут снизить давление перед ста­билизатором. Негерыетичность воздухопровода на участке после ста­билизатора давления недопустима. Она особенно опасна на участке после входных сопл. Утечки воздуха на этом участке воздухопровода оказывают такое же влияние на показания измерительного устрой­ства, как соответствующее этой утечке увеличение измерительного за­зора. Утечки через неплотности соединений воздухопроводов носят обычно переменный характер и поэтому не могут быть компенсированы соответствующей настройкой измерительных устройств.

Герметичность воздухопровода на участке стабилизатор давле­ния—входные сопла—измерительная оснастка проверяют с помощью мыльной пены в местах возможных утечек (уплотнения в штуцерах, резьбовые соединения и т. д.) под максимальным рабочим давлением. С этой целью перекрывают отверстия выходных сопл (измерительных и противодавления), а с помощью стабилизатора давления устанавли­вают максимально допустимое для данного прибора рабочее давление. Для отсчетно-командиых устройств с сильфонами давление не должно превышать 0,2 МПа.

Возможен также другой способ проверки герметичности. К про­веряемому участку присоединяют технический манометр с ценой деле­ния 0,01 МПа класса 2,5.

При перекрытых отверстиях выходных сопл в измерительное устройство подается сжатый воздух под максимальным рабочим давле­нием. Перекрыв вход в измерительное устройство за стабилизатором давления, в течение Э мин ведут наблюдение за показанием манометра. Стрелка манометра при этом не должна перемещаться. Если обна­руживается падение давления, места утечки определяют с помощью мыльной пены.

Для сигнализации и блойЯровки в случае падения сетевого давле­ния ниже допустимой границы служит реле давления на р_вои до 1 МПа по ГОСТ 19486—74*.

ИНДУКТИВНЫЕ ПРИБОРЫ

Индуктивные приборы отличаются высокой точностью, позволяют вести дистанционные измерения; сравнительно небольшие габаритные размеры индуктивных преобразователей позволяют создавать компакт­ные измерительные устройства^ Наличие единого источника энергии (электрического тока) является существенным преимуществом перед пневматическими приборами, где требуется питание электрическим то­ком и сжатым воздухом. Недостатки следующие: сравнительная слож­ность электрических элементов, требующих квалифицированного об­служивания в процессе эксплуатации; необходимость надежной герме­тизации преобразователей.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

^В индуктивных приборах используют свойство катушки изменять свое реактивное сопротивление при изменении некоторых ее параметров, определяющих величину индуктивности L.I.

Для получения возможно большей индуктивности катушку, как правило, выполняют с магнитопроводом из ферромагнитного материала

Рис. 84. Схемы индуктивных пре­образователей:

а — измеряемая величина вызывает изменение длины воздушного зазо­ра; б — измеряемая величина вызы­вает изменение площади воздушного зазора; / — катушка преобразова­теля; 2 — магннтопровод; 3 — якорь преобразователя; 4 — пружина, соз­дающая измерительное усилие; 6 — Контролируемая деталь

/)f»w)w>ihm >/>fo»m»»)mnhh а) ' б)

(рис. 64). Один из элементов магнитопровода (якорь) выполняют по­движным, и его положение относительно неподвижной части магнито­провода определяет величину изменения магнитного сопротивления цепи, а следовательно, и индуктивности катушки.

деталь

Изменение индуктивного сопротивления катушки ведет к соответ­ствующему изменению ее полного сопротивления Z. Таким образом.

Рис. 65. Структурная схема индук­тивного прибора:

ИП — индуктивный преобразова­тель; ИС — измерительная схема, преобразует сигнал ИП в удобный для дальнейших преобразований и измерений электрический параметр; ЭУ — электронный усилитель; ПУ — показывающее устройство; К — устройство для подачи команд; П — источник питания

если связать перемещение якоря с измеряемой величиной б при U = = const, то возникнет функциональная зависимость между б и элек­трическим параметром L[L= f (6)].

Устройство, которое преобразует линейные перемещения в элек­трический сигнал с помощью рассматриваемой выше катушки, назы­вается индуктивным преобразователем.

Полная структурная схема индуктивного прибора представлена на рис. 65.

индуктивные преобразователи

Выражение для определения индуктивности катушки преобразователя имеет вид

4як>2 60 ,

где w — число витков катушки; 6₀, S„ — длина и площадь воздушного зазора между якорем и неподвижной частью магнитопровода; б*, Sj — длина магнитных линий и площадь сечения магнитопровода; (i₀, — соответственно магнитная проницаемость воздуха и материала магнито­провода.

В применяемых в настоящее время индуктивных преобразователях! для линейных измерений индуктивность изменяют посредством изме­нения величины 6₀ (см. рис. 64, а) или площади S₀ (см. рис. 64, б).

Характеристика индуктивного преобразователя с переменным аазором L = f (б) приведена на рис. 66, а, а преобразователя с пере­менной площадью — на рис. 66, б. Из рис, 66, а видно, что харак­теристика преобразователя с переменным зазором нелинейна, но позво­ляет получить высокочувствительную измерительную систему. Для повышения чувствительности преобразователя величину воздушного зазора следует уменьшать. Чтобы с заданной степенью точности можно было считать чувствительность преобразователя величиной постоянной, необходимо рабочий участок длиной Д6 = 6_шах — 6_rai_n преобразова­теля ограничивать допустимыми зазорами б_шах и 6_mln, причем мини­мальная величина воздушного зазора должна быть тем больше, чем больше диапазон изменения зазора в процессе измерения.

Чем меньше отношение -в—, тем меньше величина нелинейности 6„

характеристики преобразователя. Для получения более линейной зависимости без уменьшения величины Дб применяют индуктивные преобразователи, принцип действия которых показан на рис. 67, а. Преобразователь имеет две магнитные цепи с общим якорем. Под дей-

ff О

а)

L

О

S

б)

Рве. 66. Характеристики индуктивных преобразователей: а — с изменяющейся шириной воздушного чаэора; 6 с изменяющейся площадью воздушного зазора

7W/AVM Рис. 68. Схема дифферен­циального соленоидного преобразователя

0—

-а

О

ЗзаэО

а;

Рис. 67. Схемы индуктивных преобразователей: а — дифференциальный с изменяющимся воз­душным зазором; б — дифференциальный с из­меняющейся площадью воздушного зазора

ствием измеряемой величины оба зазора изменяются одинаково, но с различными знаками. Такой преобразователь называют дифферен­циальным.

Для дифференциальных преобразователей при нелинейности ха­рактеристики в 1% « 0,15-1-0,20. При таком отношении диапазона

измерения и начального зазора нелинейность характеристики недиф­ференциального преобразователя составит более 10%.

При соответствующем включении обеих катушек в измерительную схему (например, в соседние плечи мостовой схемы) дифференциальный преобразователь имеет примерно в 2 раза большую чувствительность по сравнению с недифференциальным, менее чувствителен к колеба­ниям окружающей температуры, питающего напряжения и его частоты. Поэтому дифференциальные преобразователи находят широкое приме­нение в приборах для линейных измерений.

Индукцивные преобразователи с переменной площадью воздуш­ного зазора имеют линейную характеристику L~ f (S₀) (см. рис. 66, б), но невысокую чувствительность используются для измерения больших перемещений. Дифференциальная схема данного типа преобразователя (рис. 67, б) обладает аналогичными преимуществами.

Для измерения больших перемещений и построения малогабарит­ных преобразователей с высокой степенью линейности характеристик применяют дифференциальные преобразователи соленоидного типа (рис. 68). Преобразователь состоит из двух катушек, внутри которых помещен ферромагнитный сердечник (якорь). При перемещении якоря внутри катушек индуктивность их изменяется. Для повышения чув­ствительности катушки заключены в ферромагнитный экран.^Харак- теристика соленоидного преобразователя линейна, измерительное усилие незначительно.

Эти преобразователи питаются напряжением с частотой 5—10 кГц и позволяют конструировать приборы с ценой деления 0,02—50 мкм для измерения (0,001-т-6) мм.)

Для получения требуемой чувствительности особенно важно правильно выбрать магнитную цепь преобразователя.

Магнитные цепи индуктивных преобразователей должны обеспе­чивать следующие требования:

минимальную реакцию электромеханических сил на измеритель­ный стержень;-

минимальную зависимость параметров от температуры; минимальные габариты магнитной системы; форму магнитной цепи, обеспечивающую наиболее простую тех­нологию обработки и сборки и наиболее рациональное сочетание кон­струкции магнитной системы с конструкцией подвески измерительного стержня с подвижным якорем.,}

Этим требованиям наилучшим образом отвечают дифференциаль­ные преобразователи.

{ Катушки преобразователя обычно питаются стабилизированным по частоте и амплитуде напряжением 1—10 В. Выбор значения частоты источника питания определяется необходимостью получения достаточ­ной чувствительности и уменьшением динамических погрешностей измерений.]) Чувствительность преобразователя растет с увеличением частоты питающего напряжения, ио одновременно растут потери в сер­дечнике и, следовательно, активное сопротивление катушки преобра­зователя. При некоторой оптимальной частоте питания чувствитель­ность преобразователя достигает своего максимума.

Существующие высокоточные приборы питаются напряжением с частотой 3—10 кГц.

Выбор материала для магнитных цепей индуктивных преобразова­телей определяется из условия минимальных потерь на гистерезис и вихревые токи. В качестве материала для магнитной цепи при питании преобразователя напряжением с частотой 50 Гц рекомендуется при­менять листовую кремниевую сталь марок 1311, 1411, 3413 ГОСТ 21427.0—75. Листовую сталь применяют для шихтованных сердечников Ш- или П-образных магнитопроводов. Для цилиндриче­ских магнитопроводов применяют прутковую малоуглеродистую элек­тротехническую сталь.

При повышенных частотах питания преобразователей применяют материалы, обладающие высокими удельными электрическими сопро­тивлениями: лотовой хромистый или молибденовый пермаллой или прессованные сердечники из окислов некоторых металлов, так назы­ваемые ферриты.

измерительные схемы

Измерительная схема индуктивного прибора должна обеспечить полу­чение возможно более линейной зависимости тока или напряжения на выходе схемы от изменения сопротивления катушек преобразователя, минимальную погрешность от изменения питающего напряжения и температуры окружающей среды, влияния внешних магнитных и элек­трических полей.

Основными измерительными схемами индуктивных приборов для линейных измерений являются симметричные мостовые схемы пере­менного тока, работающие в режиме отклонений и в равновесном ре­жиме. Наибольшей 'распространение " пЪлучили схемы первого типа (рис. 69, а).

Рис. 69. Измерительные схемы индуктивных приборов: а — работающая в режиме отклонений; б — работающая в равновесном режиме

Симметрию моста можно осуществить двояко: Z1= Z3 и Z2= Z4 (первый тип симметрии), где Z1 и Z3— полное сопротивление катушек дифференциального преобразователя; z_BH — полное сопротивление по­казывающего прибора или входное сопротивление электронного уси­лителя, а такжеZl = Z2 и Z3= Z4 (второй тип симметрии), гдеZ1 и Z2 — полные сопротивления катушек преобразователя.

Мост с симметрией первого типа (Z1=Z3 и Z2=Z4) обеспечивает получение более линейной характеристики, благодаря чему даниая схема находит широкое применение в индуктивных приборах.

Схемы, работающие в равновесном режиме (рис. 69, б), нашли применение в индуктивных самописцах и реже в приборах активного контроля.

Сопротивления Z1 и Z3 являются полными сопротивлениями индук­тивного дифференциального преобразователя. Величина напряжения разбаланса моста подается на усилитель У, а затем на исполнительный механизм (электродвигатель) Д, который перемещает движок реохорда /?2 + /?4 до тех пор, пока иа выходной диагонали моста напряжение не станет равным нулю. Положение движка реохорда определяет раз­мер контролируемой детали.

Иногда с целью получения большей отдачи мощности от преоб­разователя для приборов с усилителем вместо активных сопротивлений используют дифференциальную реактивную катушку (рис. 70, а) либо первичную обмотку дифференциального трансформатора (рис. 70, б).

В том случае, когда измерительный мост состоит из двух катушек дифференциального преобразователя и двух чисто активных сопро­тивлений, напряжение разбаланса моста (измерительное напряжение) чаще всего не совпадает по фазе с напряжением его питания. Это при­водит к появлению в нулевой зоне шкалы области неуравновешенного напряжения, которая уменьшает диапазон измерения прибора.

Специальной наладкой элементов измерительного моста можно добиться совпадения по фазе напряжения разбаланса моста и напря­жения его питания. Это достигается (рис. 71) изменением переменного сопротивления R и начального зазора между магиитопроводом и яко-

дифференциальным трансформатором Рис. 71. Схема включения дополнительного сопротивления для балаисиросии моста

рем преобразователя или изменением частоты питающего напряжения и переменного сопротивления R.

Первый способ компенсации применяют, когда измерительная схема индуктивного прибора питается напряжением промышленной частоты.

В качестве указывающих устройств в индуктивных приборах для линейных измерений используют микроамперметры имиллли- вольтметры магнитоэлектрической системы, которые через полупровод­никовый выпрямитель соединяют с выходом усилителя или с измери­тельной диагональю моста. Выпрямитель ие должен значительно умень­шать чувствительность и диапазон измерения всего прибора. В суще­ствующих индуктивных приборах в качестве выпрямительных узлов применяют фазочувствительные выпрямители, которые реагируют на знак изменения измеряемой величины и удовлетворяют перечисленным выше требованиям.

ИНДУКТИВНЫЕ ПРИБОРЫ, ВЫПУСКАЕМЫЕ ЗАВОДОМ «КАЛИБР»

Завод «Калибр» выпускает ряд индуктивных приборов для линейных измерений в лабораторных и цеховых условиях, в которые входит не­сколько модификаций доказывающих устройств (табл. 29) и индуктив­ных преобразователей ' абл. 30). Эти приборы могут быть использованы для построения средств активного контроля, а также для их поверки.

На рис. 72 приведена блок-схема прибора мод. 214. Эта схема унифицирована и используется при построении приборов мод. 212 и 217. Катушки индуктивного дифференциального преобразователя ИП и две обмотки измерительного трансформатора Тр образуют мостовую схему.