弹簧管压力表课程设计说明书.ppt
精密仪器课程设计
a*cosao=
16.84mm
燕山大学课程设计说明书
设计及计算过程
结果
六、画图过程
在A2的纸上画出C形弹簧管初始末端为C1点,及变形后的C形弹簧管的末端为C2,C1,C2所在的直线和固定点A所在直线平行且相距为d,B1,B2所在直线平行且相距为a*cosao,
以C1为中心b为半径画圆弧交B1,B2所在直线于B1点,同理可画出B2的位置。画B1,B2的中垂线交A所在直线于A点。确定了A点后,即可确定小齿轮和大齿轮的位置。简图如图9所示。
现在弹簧管的工作范围内从-10度到10度以此计算其非线性误差。结果如表8所示。
燕山大学课程设计说明书
设计及计算过程
结果
度数
非线性误差
-10
-0.17364
0.9999995
0
0
0
-9
-0.15643
0.999997
0.294219
0.294
0.0037%
-8
-0.13917
0.999998
0.589291
0.588
0.022%
-7
-0.12187
0.999999
0.885118
0.882
0.053%
-6
-0.10453
0.9999994
1.181604
1.176
0.0953%
-5
-0.08716
0.9999997
1.478651
1.47
0.147%
-4
-0.06976
0.99999988
1.776164
设计及计算过程
结果
中心角:
材料:锡磷青铜Qsn4-0.3
东北大学精密仪器弹簧压力表课程设计说明书
课程设计报告设计题目:弹簧管压力表班级:测控技术与仪器学号:20112930 20112902姓名:赵徐行(画图)党云丽(说明书)指导教师:孟红记梅国晖设计时间:2012年7月7日-2012年7月12日目录第一章课程说明 (3)1.1课程设计的目的 (3)1.2课程设计的内容 (3)1.3课程设计的要求 (4)第二章课程内容 (5)2.1 设计方案 (5)2.1.1标尺指针 (5)2.1.2齿轮传动 (5)2.1.3曲柄滑块机构 (5)2.1.4弹簧管 (5)2.1.5游丝 (5)2.2 计算及测量 (6)2.2.1弹簧管 (7)2.2.2齿轮传动机构 (12)2.2.3曲柄滑块机构 (13)2.2.4齿轮大小的设计 (16)2.2.5轴承的设计 (18)2.2.6游丝的设计 (19)2.2.7表盘及指针的设计 (20)2.3 仪表非线性设计误差计算 (21)2.4 立体截图 (24)2.5 结论……………………........................................... (27)参看文献 (28)附录 (28)(5)仪表结构图图1.1图1.2 图1.31.3设计要求(1)设计装配图1张(A 3图纸,841594⨯) (2)零件图2张(A 4图纸,297⨯420) (3)设计说明书1份2.2.1弹簧管弹簧管是一根弯成270度圆弧的具有扁圆形或椭圆形截面的空心弹性元件。
管子的一端封死为自由端,另一端固定在传压管的接头上。
当被测液体流入弹簧管内时,其密封自由端产生弹性位移(受大于大气压的压力作用时向外扩张,受小于大气压的压力作用时向内收)。
然后经过传动放大机构带动指针偏转,指示出压力的大小。
弹簧管的自由端铰销中心B 的最大位移为'max S 弹簧自由端A 的最大位移为max S 。
'max S 和max S 的关系如图2.1图2.1 结构草图3. (1)自由端铰销中心B最大位移6873 .2)250cos1()250sin4366.4(45.3401426 .0)cos1()sin(2222max=︒-+︒-⨯⨯=-+-⨯⨯∆=γγγγγRS(2.2.8)图2.2 传动草图S综合上述计算结果,可画出如下机构图:图2.2.3.1曲柄滑块机构草图2.2.5轴承的设计 仪表工作时,其构件有的转动,有的移动,有的作复杂运动。
弹簧压力表课程设计
弹簧压力表课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解弹簧压力表的工作原理,掌握压力的概念及其计量单位。
2. 学生能掌握弹簧压力表的构造,了解各个部分的功能和作用。
3. 学生能掌握如何使用弹簧压力表进行压力测量,并能够正确读取数据。
技能目标:1. 学生能够操作弹簧压力表进行简单的压力测量实验,培养实践操作能力。
2. 学生能够通过分析实验数据,解决实际问题,提高解决问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 学生在探究弹簧压力表的工作原理和实验过程中,培养对物理学科的兴趣和热情。
2. 学生通过合作完成实验任务,培养团队协作精神和沟通能力。
3. 学生在学习过程中,树立正确的科学态度,认识到物理知识与现实生活的密切关系。
课程性质:本课程为物理学科实验课程,结合理论知识与实践操作,提高学生对压力测量方法的理解。
学生特点:学生处于初中阶段,具备一定的物理知识基础,好奇心强,喜欢动手实践。
教学要求:教师需引导学生通过理论学习和实验操作,掌握弹簧压力表的使用方法,培养实践能力和科学素养。
在教学过程中,注重培养学生的合作意识、观察力和分析能力。
通过本课程的学习,使学生在知识与技能、过程与方法、情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
二、教学内容1. 弹簧压力表工作原理及构造- 弹簧压力表的基本原理- 弹簧压力表的构造及各部分功能- 压力的概念及其计量单位2. 弹簧压力表的使用方法- 弹簧压力表的校零与调整- 压力测量的操作步骤- 数据读取与记录方法3. 实验操作与数据处理- 设计简单的压力测量实验- 实验操作规范与注意事项- 数据分析及问题解决4. 应用实例与拓展- 弹簧压力表在生活中的应用- 压力测量技术的发展与展望教学内容依据课程目标进行选择和组织,注重科学性和系统性。
参考教材相关章节,制定以下教学大纲:第1课时:弹簧压力表工作原理及构造第2课时:弹簧压力表的使用方法第3课时:实验操作与数据处理第4课时:应用实例与拓展在教学过程中,教师需关注学生对教学内容的掌握情况,合理安排教学进度,确保学生在理论知识与实践操作方面取得良好的学习成果。
弹簧管压力表课程设计说明书
全可靠,如耐高温、抗震、防潮、防尘等。
本设计要求为普通工业气体压力表。我们设计的方
案为弹簧管压力表,它具有高灵敏度、低造价、结构
简单、传动平稳、易于加工等特点,很适合作为初学
者学习,经过以上设计及计算表明,该方案基本上达
到了设计的要求,完成了所规定的任务。 同时本方案也存在不足之处,对工作环境及测量气
1.4 精度:
1.5 级
1.5 测量误差:
0.0024 Mpa
2. 方案论证
2.1 结构分析
灵敏部分-弹簧管
传动放大-齿轮传动
传动放
大-曲柄
O
滑块机
构
p
弹簧管压力表由三部分组成:弹性敏感元件、传动 放大机构、示数装置。
其原理结构框图如下:
p
s
弹簧管
曲柄滑块机构
(线性转换) (近似线性传动)
齿轮传动
(线性传动)
标尺示数
(线性刻度)
2.1.1 灵敏元件 将不便直接测量的物理量转换成易于直接比较
的物理量。本设计将弹簧作为灵敏元件,将不易于比 较的压力装换为易于测量的位移。
2.1.2 传动放大机构 本设计由曲柄滑块机构和齿轮传动机构组成。其
目的是为了传递和放大位移,改变位移性质和等分 刻度,并且应具备一定的补偿性,同时保持线性对 应关系。 2.2 弹簧工作原理 弹簧是一个弯曲成弧形的空心管,其截面形状通常 为椭圆或扁形,他的开口端焊在带孔接头中并固定在 仪表基座上,而封闭端为自由端,与传动机构相连。 弹簧管就是在利用任意非圆形截面的管子在内压力 作用下其截面将力图变为圆形,从而引起位移的原理 制成的。压力表中,弹簧管自由端与连杆相连,而连 杆又与变形齿轮后端的曲柄及弹簧本身构成滑块机 构,该机构可将自由端的直线位移转为曲柄的角位 移,齿轮机构又将位移放大,并由中心轴带动指针,
弹簧管式压力表
弹簧管式压力表一、压力表的作用压力表是锅炉三大安全附件之一。
它的作用是指示锅炉内蒸汽压力的高低。
司炉工人根据压力表的指示数值来调节燃烧,以保证用汽部门的要求和锅炉的安全运行。
二、压力表的结构与原理锅炉上普遍使用的是弹簧管式压力表,主要由弹簧弯管、连杆、扇形齿轮、小齿轮、中心轴、指针、表盘等构件组成,如图3—4所示。
图3—4 弹簧管式压力表构造图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。
这一动作经过杠杆、扇形齿轮、小齿轮的传动,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。
在燃油(气)锅炉上还有一种使用较多的是电接点压力表。
电接点压力表是在普通弹簧管压力表上加装一套高低限电接点装置构成的。
它不但能随时测量介质压力变化情况,而且还能将被测介质保持在一定压力范围内,当被测压力超过这一范围时,能自动发出报警信号。
电接点压力表也可带继电器及接触器的电气线路,获得自动控制信号,通过控制机构,使被测介质的压力自动保持在上下限给定值的范围内。
三、压力表精度弹簧管式压力表的精度等级,是以允许误差占压力表量程的百分率来表示的,一般分为0.5、1、1.5、2、2.5、3、4七个等级(锅炉上不用3级和4级),数值越小,其精度越高。
例如,表盘量程0~2.5 MPa精度2.5级的压力表,它的指针所示压力值与被测介质的实际压力值之间的允许误差,不得超过上2.5MPa×2.5%=±0.062 5 MPa;当压力表指示压力为0.8MPa时,实际气压在0.737 5~0.862 5MPa之间。
【精品】课程设计弹簧管压力表设计报告完整版
【精品】课程设计弹簧管压力表设计报告完整版一、课程设计任务本次课程设计任务是设计一种弹簧管压力表,用以测量气体或液体的压力大小,其中弹簧管是核心部件。
二、设计思路1.弹簧管原理弹簧管是由一根细长的金属管制成,其一端固定,另一端可自由伸缩,形成一个封闭的管道。
当管内气体或液体的压力增大时,由于压力的作用,弹簧管变形,其弯曲程度与压力大小成正比。
2.结构设计(1)弹簧管的选择根据压力量级和精度的要求,选择合适的材质、直径、长度和壁厚的金属管作为弹簧管。
(2)弹簧管与压力表的连接弹簧管的一端固定在压力表上,另一端与压力表的压力敏感元件连接,在气缸和压机压力范围内,能使压力测量具有较好的稳定性、重现性和准确性(3)压力表的指示器和量程压力表的指示器一般使用刻度盘和指针结合的方式,刻度盘上的刻度与压力值对应。
量程的选择需与所测量的气体或液体压力范围一致。
(4)压力表的外壳压力表的外壳应选用轻质、耐腐蚀、防震、耐高压和耐高温的材料,以确保其使用寿命和可靠性。
三、设计步骤1.选定弹簧管的材质和规格。
2.设计弹簧管与压力表的连接方式。
3.确定压力表的量程和指示精度。
4.设计压力表外壳,并选择合适的材料。
5.制作弹簧管和压力表的部件。
6.组装调试,确保压力测量的稳定性和准确性。
四、设计结果本设计方案由金属弹簧管和压力表组成,弹簧管分为 U 形、O 形和扭曲形三种,可根据不同的应用需求进行选择。
压力表采用刻度盘和指针结构,指针可以反映出压力变化的大小,刻度盘上的刻度与压力值对应。
最后,使用此设计的弹簧管压力表,可以应用于如水、气等介质的压力测量,并满足不同范围和精度的压力检测需求。
弹簧管压力表课程设计说明书汇编52页PPT
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律,就难以成功。
3、道德行为训练,不是通过语言影响 ,而是 让儿童 练习良 好道德 行为, 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体分 。—— 陈鹤琴
61、奢侈是舒适的,否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学,如日出之阳;壮而好学 ,如日 中之光 ;志而 好学, 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也,匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里,与其说好 的教师 是幸福 ,不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战,就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢!
单圈弹簧管压力表
3、压力表的安装
a、测压点的选择; 介质作直线流动的直管段上; 液体---管道中、下侧;气体---管道上部 蒸汽---管道两侧中部;流动介质---方向垂直 b、引压管的敷设; 内径:6~10mm,长度:不超过50m; 引压管水平安装时应保证1:(10~20)的倾斜度; 被测介质易冷凝或冻结,必须加装伴热;
第二节 压力测量
一、压力测量的基本知识
什么是压力? 垂直作用在单位面积上的力,也称为压强。 工程上定义为:介质垂直作用在单位面积上 的力。
F S 式中,p表示压力;F表示垂直作用力; S表示受力面积。 p
1Pa 1 N m2
1MPa 1106 Pa
一、压力测量的基本知识
• 在压力测量中,常有绝对压力、表压、负 压或真空度之分。
作业:P52~P53 名词解释:表压力、标准节流装置 问答题:3、4、5 应用题:2
二、弹性式压力计
弹性式压力计是利用各种形式的弹性元件, 在被测介质压力的作用下,使弹性元件受压 后产生弹性变形的原理而制成的测压仪表。 弹性元件是一种简易可靠的测压敏感元件。 当测压范围不同时,所用的弹性元件也不一 样。
图2-2弹性元件示意图
二、弹性式压力计
1、单圈弹簧管压力表
1—弹簧管;2 —拉杆;3 —扇形 齿轮;4 —中心齿轮;5 —指针; 6 —面板;7 —游丝;8 —调整螺 丝;9 —接头
3、压力表的安装
c、压力表的安装; 测高温气体或蒸汽压力,应加装U型隔离管或者 回转冷凝器; 测量有腐蚀性或者黏度较大,有结晶、沉淀等物 质的压力,安装隔离器; 振荡环境中安装压力表时,应装减震器; 当被测压力波动大时,应装缓冲器以增加阻尼 取压口到压力表之间应装切断阀; 仪表安装应垂直,装在室外应装保护罩; 测量高压时应选用表壳有通气口的仪表。
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目的
压
力 3.
熟悉有关规范、标准、手册
表 课
设计中涉及到的零件材料、结构等,均
程 需按照有关标准选择;零件的尺寸、公差
设 计
等亦应符合相关标准;制图也要符合一定
的规范。因此在课程设计过程中要求同学
学习、掌握查阅标准及使用手册的能力。
压 力 表 课 程 设 计
压力表设计的技术要求
压
力
表 课
四、原理误差计算
原理
弹簧管
压
弹簧管在内压力的作用下,任意非圆截面的弹簧管的截
力
面将力图变为圆形。
表
课
程 从管子中截取中心角为d的
设 计
一小段。通入压力p后,管截 面力图变圆,中性层x-x以外
各层被拉伸(如efe’f’),
以内各层被压缩(如kik’i’)。
材料产生弹性恢复力矩,力图
恢复各层原来长度,从而迫使
毛坯外径 =15mm
设 中 径 R=50mm
计
壁 厚 h=0.3mm
´´
中 心 角 ´´=265(参考)
材 料 锡磷青铜Qsn4-0.3
E=1.127105Mpa
=0.3
3. 弹簧管参数选择与计算
弹簧管
压 力 表
1)安全系数n j /g n
pj:比例极限压力 pg:工作压力(应小于pj)
课 2)弹簧管截面与轴比a/b
压力表课程设计
主要内容
压
力 1 压力表课程设计要求
表
课 程
2 压力表设计计算
设 计
1、压力表概述
2、测量环节参数的选择与计算
3、游丝设计
4、零件尺寸的确定
3 课程设计报告
4 其它
目的
1 压力表课程设计要求
压 力
巩固、实践课堂讲过的知识
表 课
本课程设计的内容(任务):
程
设 计
压力表的结构设计
本次课程设计就是把学过的知识应用 到机械仪表的设计中,培养同学从整体上 分析问题、解决问题的能力。并进一步加 深对学过的知识的理解、巩固。
1张
设
计 3.
两张相关零件图 (3号或4号图) 1张
压力表概述
2 压力表设计计算
压
力 表
弹簧管压力表是一种用来测量流体压力
课 程
的仪表。
设 计
压力表的组成:
灵敏部分(弹簧管)
传动放大部分(曲柄滑块、齿轮机构)
示数部分(指针、刻度盘)
辅助部分(支承、轴、游丝)
压 力
工作原理
表
课
程
作为灵敏元件的弹簧管可以把气体压力转
e’
e
f’
x
f
k
k’
ix
i’
d d
截面产生旋转角d,使管子中 心角减小,曲率半径增大。若 管子一端固定,自由端便产生
O d -d
位移,直至弹性平衡为止。
O’
2. 末端位移计算
弹簧管
压 1)弹簧管中心角变化与作用压力之间的关系
力
表 课 程 设
'
p12
E
R2C1 bhC2Ra2h42
1ba22
目的
压
力 2.
掌握正确的设计思想。
表 课
通过课程设计使同学掌握仪表的设计思路。机械
程 产品设计,一般其主要过程为:
设
计 (接受)设计任务-(拟定)设计方案-设计计算
-绘制装配图-绘制零件图
设计过程中需注意以下内容:
1)满足使用要求(功能、可靠性及精度要求) 2)注意工艺性(结构合理、简单,经济性,外观
程 已知毛坯:
设
h
计
=15mm,h=0.3mm
选用扁圆形弹簧管,a=?b=?
a/b,灵敏度 ,但pj , 建议a/b=4
=15mm
h
2b
提示:圆形毛坯压扁后
中性层尺寸不变;
2a
弹簧管
3)中心角
压 力 表
设 (sin)2(1cos)2
则 s 'R
课 有 s
程 设
通常取= 200~270。
计 和’-弹簧管变形前、后的中心角
R-弹簧管中性层初始曲率半径
0
h-管壁厚度
t
st s s r sr
a和b-横截面中性层长轴半径 和短轴半径
O R0
连杆方向
E和-材料的弹性模量和泊松比
C1和C2-与a/b有关的系数,查表取之
p
压 力 表
2)位st移切向分量' Rs(t sin)
课 程
3)位移径向(法向)分量sr
压 本次压力表课程设计的主要设计计算内容
力 表
1)弹簧管:结构设计计算、末端位移计算
课 2)曲柄滑块机构:结构设计计算
程
设 3)齿轮传动结构:结构参数计算
计
4)游丝:参数计算
压力表概述-end
测量环节参数的选择和计算
压
力 表
一、弹簧管设计计算
课 程
二、曲柄滑块机构设计计算
设 计
三、齿轮传动机构设计计算
程
设 计
3.
测量范围 0~0.6Mpa 外廓尺寸
外径D=100mm 高度H≤60mm 接口M201.5(普通螺纹、外径20、螺距1.5)
标尺
等分刻度(满程0.6Mpa)标Βιβλιοθήκη 角270、最小分度值0.01Mpa
270
4. 精度
1.5级
0
0.16
压力表设计任务要求
压
力 表
设计说明书
1份
课
程 2.
装配图(3号图)
计 建议:
(结构中心角) ´´=265
另 插入接口10~15
自由端压扁4~6
则实际参加变形的中心角:
= ´´-10-5=250
弹簧管
压 力
4)弹簧管中径
R=50mm
表 5)材料 锡磷青铜Qsn4-0.3
课
程
弹性模量 E=1.127105Mpa
设
计
泊松比
=0.3
曲柄滑块机构
压 力
加压后,弹簧管自由端位移s,带动曲柄
设 计
sr
'
R(1cos)
4)自由端位移s
s st2 sr2
' R ( sin)2 (1cos)2
5)位移与切向分量夹角
arc tan sr
st
弹簧管
t
st s s r
0 sr
O R0
连杆方向
p
3. 弹簧管参数选择与计算
弹簧管
压
按照现有的弹簧产品规格,选定尺寸参数如
力 表
下的弹簧管:
课 程
表 转过角度g-曲柄滑块机构
课
程
设
计
y
-
0 +
b
B’
B
0
D a
g
D’ x
e
s
O
曲柄滑块机构
压
力
表
课
程
s
设
计
B
O’
b
e
B’
s
B b
O
eE a D 0
D’
g
0
O a
k
D
p
曲柄滑块机构
压 力
曲柄最大转角g-工作转角
设
计 变为管末端的位移,通过曲柄滑块机构将此位
移转变为曲柄的转角,然后通过齿轮机构将曲
柄转角放大,带动指针偏转,从而指示压力的
大小。将转角放大便于测量,可以提高测量精
度。
灵敏部分-弹簧管
传动放大-齿轮传动
压
力
表
传动放
课 程
大-曲柄
设
滑块机
计
O
构
p
压力表工作原理框图
p
s
压 弹簧管 曲柄滑块机构 齿轮传动 标尺示数
力
表 (线性转换) (近似线性传动) (线性传动) (线性刻度)
课
程
弹簧管的压力-位移是线性关系,但弹簧管本
设 计
身的工艺问题(如材料、加工等)会造成一些线
性误差,弹簧管形状的不直、不均匀也会导致非
线性误差。
曲柄滑块机构可以补偿弹簧管的线性及非线性 误差。
从0~0.6Mpa调整满足满刻度精度为线性误差 调整,中间部分不均匀调整为非线性误差调整。