ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторной работе

«Изучение устройства и работы планиметра для определения площади индикаторной диаграммы ДВС»

Севастополь

УДК 629.12.03(75-8)

Методические указания к лабораторной работе "Изучение устройства и работы планиметра для определения площади индикаторной диаграммы ДВС" по судовым ДВС для студентовдневной формы обучения/ Сост. В.И. Дайнеко, П.П. Борисенко. – Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2004. - 11 с.

Целью методических указаний является оказание помощи студентам в выполнении лабораторной работы по изучению устройства и работы планиметра для определения площади индикаторной диаграммы ДВС при изучении дисциплины «Тренажерный практикум» по судовым ДВС

Методические указания утверждены на заседании кафедры эксплуатация морских судов и сооружений, протокол № 7 от 2 февраля

2004 года

Допущено учебно-методическим центром СевНТУ в качестве методических указаний

Рецензент: Неменко А.В., канд. техн. наук, доц. каф. ТМ

Отв. за выпуск Федоровский К.Ю., д-р техн. наук., зав. каф. ЭМСС

СОДЕРЖАНИЕ

1. Общие сведения...........................................................................3

2. Описание лабораторной установки...........................................3

3. Порядок выполнения работы....................................................10

4. Содержание отчета.....................................................................10

5. Контрольные вопросы................................................................11

Библиографический список.............................................................11

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Индикаторная диаграмма, снятая с цилиндра двигателя и записанная индикатором для определения теплотехнических характеристик двигателя, требует соответствующей обработки и анализа, в большой мере зависит от параметров индикаторной диаграммы, индикатора и параметров цилиндра двигателя. Индикаторное давление в цилиндре Рi (кг/м²) определяется на основе таких параметров исходя из следующей зависимости:

Рi = (F / В) · (1 / М),

где F - площадь индикаторной диаграммы, м²;

В - база диаграммы, м;

М - масштаб пружины индикатора, м/(кг/м²).

База диаграммы зависит от скорости разворота барабана индикатора в процессе снятия диаграммы и измеряется линейкой непосредственно по диаграмме на индикаторной бумаге, снятой с барабана индикатора. Масштаб пружины индикатора М (мм/(кг/м²)) указан в условных единицах непосредственно на пружине или может быть определен по следующей зависимости:

М = Z / (G / f),

где Z - прогиб пружины индикатора, м;

G - масса контрольного груза при тарировке пружины, кг;

f - площадь поршенька цилиндра индикатора, м².

Площадь индикаторной диаграммы определяется ручным подсчетом, при использовании на барабане бумаги с миллиметровой разметкой, или с помощью прибора, называемого ПЛАНИМЕТРОМ.

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

В качестве лабораторной установки в данной работе используется планиметр полярный ПП - 2к, представленный на рисунке 1.

Планиметр состоит из двух рычагов 1 и 21 и двух кареток 2 и 4, несущих на себе счетные механизмы. Счетных механизмов два: основной на каретке 2 и дополнительный на каретке 4. Рычаг 1 называется обводным. На нем укрепляется обводная ручка 15 и оправка 16 с обводным стеклом 17. Каретки 2 и 4 можно передвигать вдоль обводного рычага. Положение каретки 2 фиксируется винтом 3, положение на каретке 4 - винтом 14. На каретке 2 имеется нониус. У каждого из счетных механизмов имеется горизонтальная ось 9, на которой укреплен счетный ролик 8 с барабанчиком 7 и варньер 6. Помимо того имеется диск 10 с радиальными делениями и стрелка 11.

Точками опоры планиметра являются обводное стекло 17 и счетные ролики 8. В центре обводного стекла 17 нанесены окружность и точка. При помощи обводной ручки 15 планиметр передвигают по индикаторной диаграмме так, чтобы точка обводного стекла перемещалась по контуру периметра площади индикаторной диаграммы. При обводе планиметром счетные ролики 8 катятся по бумаге, тем самым производится измерение площади.

Рисунок 1 – Планиметр полярный ПП-2к

Целые обороты счетных роликов определяются по диску 10. Диск имеет десять делений, каждое деление соответствует одному обороту счетного ролика 8 и барабанчика 7. Барабанчик имеет 100 делений, По варньеру 6 отсчитывают тысячные доли оборота барабанчика. Таким образом, отсчет, выраженный в тысячных долях оборота барабанчика, состоит из четырех цифр: первая берется по стрелке 11 с диска счетчика (целые обороты), вторая и третья с барабанчика (десятые и сотые доли), четвертая по варньеру (тысячные доли). Отсчет по варньеру берется при совпадении штриха варньра со штрихом барабанчика.

На обводном рычаге 1 нанесены деления ценой в один миллиметр, показывающие расстояния от точки обводного стекла до центра отверстия 20 в каретке 2. По обводному рычагу отсчитываются миллиметры, а по нониусу каретки 2 - десятые доли миллиметра.

Отрегулированный планиметр ПП - 2к должен удовлетворять следующим требованиям: при свободном вращении счетного ролика 8 зазор между барабанчиком 7 и варньером 6 должен быть не более 0,1 мм.

Зазор проверяется щупом или папиросной бумагой. При этом нельзя касаться счетного ролика рукой, так как это может вызвать ржавление обода и снизить точность работы планиметра. Вращение счетного ролика следует осуществлять поворотом оси 9. Регулировка производится керно - штифтами 12, концы которых являются подшипниками для оси 9 барабана 7. Перемещения керно - штифтов выполняется поворотом установочных винтов 13. Перед регулированием стопорные винты 5 ослабляются. Ось должна быть параллельна оси свободного рычага, точнее линии, соединяющей обводную точку с проекцией оси отверстия 20. Для проверки этого условия необходимо пользоваться контрольными дисками 18, и контрольной линейкой 25. Один конец контрольной линейки отточен и на нем нанесена черта - индекс «а», а на другом конце «б» вставлена игла «в». На верхней плоскости линейки имеется небольшое углубление «г». Проверка производится следующим образом: на бумагу закрепленную в горизонтальной плоскости на гладком столе, устанавливается контрольная линейка иглой вниз и отмечается положение индекса «а» чертой. Вместо обводного стекла в оправу 16 помещается контрольный диск 28. Шпиль контрольного диска вставляется в углубление на контрольной линейке, а обводной рычаг 1 ставится параллельно контрольной линейке. Стержень полюсного рычага 21 вставляется в отверстие каретки 2, а полюс 22 закрепляется на бумаге слева от счетных механизмов. Угол между рычагами должен быть близок к 90 градусов, с тем, однако, чтобы при обводе он не оказался менее 30 градусов. Такое положение называется «полюс - лево» оно представлено на рисунке 2.

После проверки закрепления кареток на обводном рычаге производится два обвода вокруг точки крепления контрольной линейки при помощи обводной ручки. Обвод заканчивается к моменту совпадения индекса «а» контрольной линейки с первоначальным его положением, отмеченным чертой на бумаге.

Без изменения положения полюса 22 и контрольной линейки 25 обводной рычаг 1 перестанавливается во второе положение так, чтобы полюс 22 оказался справа от счетных механизмов, как указано на рисунке 3.

Такое положение называется «полюс - право». В этом положении так же, как в первом случае, угол между рычагами должен быть близок к 90 градусов, а при обводе - не менее 30 градусов. Затем производится также два обвода. Как в положении «полюс - лево», так и в положении «полюс - право» производятся отсчеты и записи в начале и в конце каждого обвода. Пример записи проверки планиметра приведен в таблице 1. Среднее арифметическое значение разности при «полюс - лево» должно равняться среднему арифметическому значению разности при «полюс - право», и отличаться не более чем на два-три деления по каждому счетному механизму отдельно.

Если, как в таблице 1, это условие не соблюдено, следует произвести регулировку планиметра. Регулировка каждого счетного механизма производится отдельно при помощи регулировочного винта 18. Перед регулировкой стопорные винты 19 ослабляются. Вращая регулировочный винт 18, можно изменять угол между осью счетного ролика и осью обводного рычага. Направление вращения регулировочного винта выбирается так: если разность отсчета при «полюс - лево» оказалась меньше, чем при «полюс - право» (как в таблице 1) регулировочный винт 18 вывертывается, а в противном случае - ввертывается.

Проверку и исправление производят в несколько приемов до тех пор, пока расхождение разностей отсчета при «полюс - лево» и «полюс - право» у каждого счетного механизма окажется не более трех делений. По окончанию проверки и регулировки контрольный диск заменяется обводным стеклом, а регулировочные винты фиксируются стопорными винтами 19. Для определения площади индикаторная диаграмма должна быть положена на ровный горизонтальный стол, вытянута, натянута и закреплена. На гладкой глянцевой бумаге работать не рекомендуется, так как это снижает точность показаний планиметра. Установка кареток счетных механизмов производится на обводном рычаге в зависимости от величины измеряемой площади. При небольших площадях каретки счетных механизмов устанавливаются на обводном рычаге ближе к обводному стеклу (т.е. на малую длину обводного рычага) при больших площадях - дальше от обводного стекла (т.е. на большую длину обводного рычага).

Таблица 1 – Пример записи проверки планиметра

Прежде чем начать измерение площади, необходимо предварительно произвести обвод ее планиметром, следя за тем, чтобы угол между рычагами был не менее 30 градусов и не более 150 градусов. Это достигается перемещением кареток счетных механизмов на обводном рычаге и выбором правильного положения полюса. Полюс рекомендуется ставить вне контура фигуры, так как при положении полюса внутри фигуры возникает необходимость вычисления постоянной поправки, что влечет за собой снижение точности измерений. Обвод производится точкой обводного стекла при помощи обводной ручки, причем стекло скользит по бумаге, а точка движется по контуру фигуры. Перед началом работы определяется цена деления планиметра, т.е. значение тысячной доли оборота барабанчика, выраженное в единицах измерения площади. Перед определением цены деления следует убедиться, прочно ли укреплены каретки счетных механизмов на обводном рычаге, и сделать отсчет длины обводного рычага по конусу, чтобы знать для какой длины обводного рычага определена цена деления планиметра.

Определение цены одного деления планиметра, т.е. 0,001 доли оборота барабана, Д (м²/1дел), производится по следующей зависимости:

Д = В / И,

где В - площадь, м², И - число делений, полученных при обводе площади как среднее из показаний обоих счетных механизмов.

Для определения цены деления рекомендуется производить обвод планиметром площади размером в три квадрата координатной сетки на плане, величина которой известна - она равна 0,03 м². Если измерять площадь не на плане, то для определения цены деления необходимо аккуратно построить прямоугольник в 0,03 м². Обводы фигуры производятся по два раза при «полюс - лево» и «полюс - право». При этом полюс ставится так, чтобы угол между рычагами в начале обвода был близок к 90 градусам, а при обводе - не менее 30 градусов и не более 150 градусов. После обвода фигуры при одном положении полюса, например, «полюс - лево», полюс не перемещают, а лишь меняют расположение рычагов. В начале и конце каждого обвода производятся отсчеты и записи. Пример записи определения цены деления планиметра приведен в таблице 2.

В нашем случае, с учетом таблицы 2, видно, что:

Д = 0,03 / 3347 = 8,963×10^-6, м².

Перемещение обводных механизмов на обводном рычаге вызывает изменение цены деления планиметра. Поэтому для каждого нового положения счетных механизмов на обводном рычаге необходимо определить цену деления вновь и во избежание ошибки производить новую регулировку планиметра.

Таблица 2 – Пример записи определения цены деления планиметра

Таблица 3 – Определение цены деления планиметра

По результатам определения цены деления планиметра составляется таблица разниц в показаниях основного и дополнительного счетного механизма (таблица 3). Эта таблица дает возможность судить о правильности обвода контура. Она составляется один раз по результатам определения цены деления планиметра и используется для любой длины обводного рычага.

В нашем случае, с учетом таблицы 2, видно, что:

Д = 0,03 / 3347 = 8,963×10^-6, м².

Например, из таблицы 2 видно, что показания основного механизма меньше, чем дополнительного на 13,3 деления. Эта разница приходится на 3347 делений. С уменьшением числа делений она будет пропорционально уменьшаться: на 1000 делений разница в показаниях будет равна:

Ц = (13,3 / 3347) 1000 = 4, на 500 делений - 2 и т. д.

После определения цены деления планиметра и составление таблиц разниц производится измерение площади. Записи отсчетов по планиметру при определении площади следует производить в форме таблицы. Если участок обводится планиметром по ходу часовой стрелки, то значения площади в делениях планиметра равно разности последующего отсчета минус предыдущий отсчет. При измерении площади обвод заканчивается в момент совпадения точки обводного стекла с первоначальным ее положением.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: