讲创新设计机械式双量程压力表和标定器.ppt

机电装备的工程化设计 总体设计-10 主讲教师：康宜华教授 黄禹副教授 孙燕华讲师 2011.09.18 课 程 内 容 （1）仪器设计的需求分析—钢丝绳无损检测仪器（2） （2）仪器设计的需求分析—便携式螺纹检测仪器（2） （3）总体设计-设计过程-外观设计要领（2） （4）总体设计-设计分析-成本-决策-退路-铸件（2） （5）回转运动设计--驱动动力源的取舍-轴承设计要领（2） （6）回转运动设计--轴和连轴器设计要领（2） （7）往复运动设计（钢管翻料器）-驱动动力源的取舍-气缸-液压缸-电动气缸（2） （8）焊接件与螺纹连接设计要领（2） （9）加工件设计要领 （2） （10）机构设计方法与创新（2） （11）创新设计方法—探头摇臂（2） （12）创新设计方法—机械双量程压力表和特殊驱动机构（2） （13）创新设计方法—喷标器设计-柔顺机构（2） （14）机电系统创新设计及实践—电火花刻伤机-微动和微机构（2） （15）机电系统创新设计及实践—电火花钻孔机设计（2） （16）机电系统创新设计及实践—电火花线切割机床设计（2） 影响创造力的非智力因素 1、创造欲望或创造动机； 2、明确的目标； 3、勤奋实践； 4、自信； 5、谦虚 6、团队精神。 创 新 影响创造力的智力因素 1、创造性思维及创新方法； 2、知识因素； 3、创造环境。 创造技法 1、还原法； 2、智力激励法； 3、检核表法； 4、列举法； 5、组合法； 6、移植法； 7、形态分析法。 机械式双程压力表-精密机械设计 工程要求：采用单程机械压力表的原理,构成一个双程压力表:一个量程大、一个量程小，且小量程表具有过压保护功能。 应用环境：石油行业、防爆要求，必须采用纯机械设计。 波登管 机械式弹簧管压力表 1—弹簧管；?2—游丝?；3—指针；?4—小齿；轮?5—扇形齿轮；?6—自由端?；7—连接杠杆；?8—支点?；9—固定端；10表盘等构件组成。 弹簧弯管是由金属管(无缝铜管或无缝钢管)制成的。管子截面呈扁圆形或椭圆形，它的一端固定在支撑座上，并与汽水介质相通；另一端是封闭的自由端，与杠杆连接。杠杆的另一端连接扇形齿轮，扇形齿轮又与中心轴上的小齿轮相啮合，压力表的指针固定在中心轴上。 　　当弹簧弯管受到介质压力的作用时，它的截面有变成圆形的趋势，迫使弹簧弯管逐渐伸直，从而使弹簧弯管的自由端向上翘起。压力越高，自由端向上翘起的幅度越大。这一动作使指针偏转一个角度，在刻度盘上指示出压力高低。当被测介质压力降低时，弹簧管要恢复原状，指针退回到相应刻度处。 隔膜压力表 隔膜在被介质作用下产生变形，密封液被压，形成一个相当于P的压力，传导至压力仪表，显示被测介质压力表。 一个弹簧管能否带动两个指针？ 精密测量的量程不能用放大器放大？ 工作原理： 1—弹簧管；?2—游丝?；3—大指针；?4—大齿轮；5-?大齿轮带小齿轮放大机构； 6—小指针；7—扇形齿轮；?8—自由端?；9—连接杠杆；?10—支点?；11—固定端；12表盘等构件组成。 齿轮间隙 回零误差 驱动力 难解 两个弹簧管能否直驱两指针？ 精密测量的一致性？小量程仪表的保护 创新技法：加一加 工作原理： 1—弹簧管1；?2—游丝?1；3—大指针；?4—大齿轮； 5—扇形齿轮1； 6—弹簧管2； ?7—游丝?2；8—大指针；9—大齿轮； 10—扇形齿轮2；11—自由端?；12—连接杠杆；?13—支点?；14—固定端；15表盘等构件组成。 作业4：漏磁检测探头标定器设计 背景：漏磁检测探头中，一般在空间一条线上均匀安装磁敏感元件，这些元件独立输出检测信号，经计算机采集和显示多通道的检测信号曲线。由于机械安装误差、每个敏感元件的灵敏度差异、信号放大电路差异等使得计算机采集到的最终信号幅度不一致（即,对同一个检测对象，不同通道测量的信号幅度可能不一样)。为此，需要对每个通道的检测灵敏度实施修正，不论机械安装和硬件电路的差异如何，调节软件中的显示缩放系数，达到多通道对同一检测源测量信号的一致，这一处理过程通常称为通道灵敏度标定。 通道灵敏度标定由标定器实现。标定器采用同一个磁信号源（通常是一个小磁铁）作匀速直线运动，遍历每个磁敏感元件产生检测信号，由于敏感方向的原因，磁信号源运动的方向仅能是同一方向。 根据上述要求设计一个电动标定器，其直线运动长度为300 mm，速度600 mm/min，磁铁大小为Ф5* 3 mm，其运动轨迹正对敏感元件。与之配合的探头结构如图1。 敏感元件安装位置 齿条式电动开窗器 平滑、畅顺的强力输出；上下固定或滑移式安装；多种推程，最大可达1500mm；大于10000次推出及拉回测试；静止状态的紧锁拉力：2500N；保护等