Разработка мероприятий по восстановлению работоспособности пружинных приборов для измерения давления

ВВЕДЕНИЕ. 5
ГЛАВА 1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ 7
1.1 История и развитие предприятия 7
1.2 Продукция выпускаема предприятием 8
1.3 Система управления предприятия 11
1.4 Система менеджмента качества на предприятии. 13
1.5 Выбор объекта исследования 19
1.6 Цель и задачи работы 20
ГЛАВА 2. ПРУЖИННЫЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ (МАНОМЕТРЫ) 21
2.1 Применение и классификация манометров 21
2.2 Материал, состав и принцип действия пружинного манометра. 22
2.2.1 Специальные манометры 24
2.3 Условия эксплуатации и хранения манометров 24
2.4 Методы поверки, регулировки и калибровки пружинных манометров. 25
2.5 Выводы 28
ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ, РЕГЛАМЕНТИРУЮЩЕЙ ПРИМЕНЕНИЕ МАНОМЕТРОВ 29
3.1 Основные понятия и термины 29
3.2 Основные параметры и размеры 30
3.3 Технические требования 31
3.3.1 Стабильность 33
3.3.2 Надёжность 34
3.3.3 Требования безопасности 35
3.4 Правила приёмки 35
3.5 Выводы 36
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО ВОССТАНОВЛЕНИЮ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ПРУЖИННЫХ ПРБОРОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ 37
4.1 Факторы влияющие на выход из строя манометра. 37
4.2 Дефекты, возникающие в процессе эксплуатации. 40
4.3 Ремонт манометров 43
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 48
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 49

1.1 История и развитие предприятия

Раменский приборостроительный завод (АО«РПЗ») был основан в 1939 году, в преддверии Второй Мировой войны, во время эвакуации в город Ижевск, предприятие было задействовано для выполнения заказов фронта.
В послевоенные годы, предприятием была поставлена и выполнена за-дача, по модернизации и наращиванию производственных оборотов.
1961 год был итоговым для первого периода завода – предприятие было награждено орденом Трудового Красного Знамени.
1972 год – первый выпуск поплавковых гироскопов и акселерометров в СССР. База которых позволила разработать - инерциальные системы нового поколения, позволившие в 2 раза повысить точность навигации.
1978 год явился открытием в сфере разработки системы качества пред-приятия «СОВКИП» зарегистрированной за №1 и ставшей передовой для СССР.
В период 1985 – 1990 гг. РПЗ 19 кварталов назывался в числе победи-телей в соревновании предприятий отрасли.
В 1992 году завод стал акционерным обществом.
...

1.2Продукция выпускаема предприятием

Раменский приборостроительный завод занимается выпуском следующей продукции:
Инерциальный измерительный блок (Рис. 1.2)- это функциональный блок инерциальных датчиков, который предназначен для формирования цифровых кодов кажущегося линейного ускорения и абсолютной угловой скорости, действующих по осям блока с последующей их выдачей по последовательному коду в линии связи внешним потребителям.

«Рис. 1.2»
Инерциальные навигационные системы (Рис. 1.3)предназначены для определения, комплексной обработки и выдачи навигационной, пилотажной и спутниковой информации.

«Рис. 1.3»
Гироскоп лазерный ГЛ-1 (Рис. 1.4.)- одноосный измеритель угла поворота объекта. Гироскоп выпускается в обычном (ГЛ-1) и герметичном (ГЛ-1Г) и исполнениях

«Рис. 1.4.»
Акселерометры (Рис. 1.5.). Они предназначены для измерения линейных ускорений летательных аппаратов. Акселерометр состоит из поплавкового датчика ускорений маятникового типа и усилителя обратной связи

«Рис. 1.5.
...

1.3 Система управления предприятия
Управление предприятием является непрерывным процессом воздействия на работника, группы или предприятие в целом, для достижения наилучших результатов поставленной цели.
Цель предприятия будет достигнута, когда её деятельность будет скоординирована на максимальном уровне. Из этого можно сделать вывод, что управление это важный и нужный процесс деятельности предприятия. От масштаба и структуры предприятия зависит сложность управленческой деятельности и необходимость отделения её от других функций.
В основном выделяют две части в системе управления – это управляющая и управляемая. Управляющая включает в себя дирекцию, менеджеров, информационных подразделений, которые обеспечивают работу высшего руководящего звена. Данную часть называют административно-управленческим аппаратом. Управляемая же часть состоит из различных функциональных и производственных подразделений, которые обеспечивают производственный процесс.

«Рис 1.9.
...

1.4 Система менеджмента качества на предприятии.
С первых лет существования Раменского приборостроительного завода был взят курс на выпуск изделий высокого качества. Реализация этого курса была возможна только при условии разработки и постоянного совершенствования методов управления качеством продукции.
За эти годы предприятие прошло путь от организации традиционных методов технического контроля до разработки и внедрения системы менеджмента качества, отвечающей современным требованиям.
В 1962г на предприятии была внедрена система бездефектного изгото-вления продукции. Эволюция управления качеством привела к созданию в 1972-1974гг. комплексной системы управления качеством продукции полу-чившей наименование - СОВКИП (Система Обеспечения Высокого Качества Изделий Приборостроения).
СОВКИП была:
- зарегистрирована в научно-исследовательском институте стандарт-изации и унификации Министерства авиационной промышленности за N2 1-08.06.1978г.
...

1.5 Выбор объекта исследования
Объектом исследования данной выпускной квалификационной работы являются пружинные приборы для измерения давления. Предметом иссле-дования – обеспечение качества при восстановлении работоспособности пру-жинных приборов для измерения давления.
В наше время промышленности и других хозяйственных отраслях ис-пользуется множество пружинных приборов, которые служат для измерения давления. Наиболее распространенные в наше время это пружинные мано-метры (Рис. 1.11), которые выпускают с одновитковой и многовитковыми пружинами.Манометр - прибор для измерений избыточного давления (давления выше атмосферного) паров, газов или жидкостей, заключенных в замкнутом пространстве.

«Рис. 1.11.» Кинематическая схема пружинного манометра:

а – устройство, б – принцип действия: 1 – стрелка, 2 – трибка, 3 – пружина, 4 – сектор, 5 – датчик давления (трубчатая пружина), 6 – поводок, 7 – штуцер

1.6 Цель и задачи работы
Цель – обеспечить качество восстановления работоспособности пру-жинных приборов для измерения давления.
Задачи:
1. Определить область использования пружинных приборов для изме-рения давления(манометров) и документы регламентирующие их приме-нение.
2. Определить факторы, приводящие к выходу из строя пружинные ма-нометры.
3. Исследовать методы обеспечения качества при восстановлении рабо-тоспособности пружинных приборов для измерения давления.
4. Разработать предложения по восстановлению работоспособности пружинных манометров.
Решение этих задач поможет нам собрать и проанализировать объект исследования, вдобавокподобрать и выполнить те методы обеспечения ка-чества, которые будут актуальны для решения поставленных задач.

ГЛАВА 2. ПРУЖИННЫЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ (МАНОМЕТРЫ)


2.1 Применение и классификация манометров
Избыточное давление - это разница между абсолютным и атмосферным (барометрическим) давлением при этом, абсолютное давление должно быть больше атмосферного: 
,
где pизб – избыточное давление; p – абсолютное давление; pатм – атмосферное давление.
Единицей измерений давления в СИ является Паскаль (Па), который соответствует Ньютону на м² (Н/м²). Градуировка манометров производится в Па или кратных от них: кПа, МПа и гПа, образуемых в соответствии с СИ. Допускается применение внесистемных единиц: Бар, кгс/см, мм рт.ст., мм вод.ст., psi и других. При использовании внесистемных единиц рекомендуется записывать в скобках значения давления в единицах СИ.
Величину избыточного давления измеряют при помощи манометров.Они применяются во всех случаях, когда необходимо измерить, контролировать и регулировать давление. При помощи манометров измеряют давление в газовых линиях, нефтепроводах, водоводах, котельных установках, компрессорных и т.д.
...

2.2 Материал, состав и принцип действия пружинного манометра.
На Рис. 1.11,а представлена кинематическая схема пружинного манометра. Резьбовой штуцер 7 предназначен для подключения прибора, трубчатая пружина 5 соединена со штуцером. Инструмент имеет стрелку 1 и кинематический узел, состоящий из поводка 6, зубчатого сектора 4 и зубчатой шестерни (трибки) 2. Шестерня закреплена соосно со стрелкой 1, а определенный натяг создаётся за счёт спиральной пружины 3.
Из-за избыточного давления трубчатая пружина упруго деформируется и распрямляется. При этом свободный её конец перемещается вместе с поводком 6 и разворачивает зубчатый сектор 4, он же в свою очередь поворачивает на определенный угол шестерню 2 и стрелку 1.
Трубчатая пружина 5 в сечении имеет эллипсовидную или овальную форму, которая под действием измеряемого давления стремится к окружности. При подаче на вход прибора избыточного давления газа или жидкости трубчатая пружина разжимается, а при подаче разряжения – сжимается.
...

2.2.1 Специальные манометры
Манометры типов ГМ (газовый), АМ (аммиачный), МК (кислородный) являются специальными приборами. Кислородные манометры имеют на шкале надпись: «Кислород», «Масло — опасно», водородные манометры — «Водород», ацетиленовые манометры — «Ацетилен»
Высокую опасность представляет собой эксплуатация на кислородных линиях, обычных манометров или кислородных манометров со следами масел. Кислород как окислитель резко повышает температуру масла, при этом может произойти местный взрыв. Поэтому на кислородных линиях используют только обезжиренные кислородные манометры, а резервные манометры должны иметь заглушки на штуцерах, для того чтобы масло не попадало внутрь.
Манометры сверхвысоких давления (СВ) используются для измерения давлений с верхними пределами от 160 до 1000 МПа.

2.3 Условия эксплуатации и хранения манометров
Если невозможно избежать вибрации прибора путем его соответствующей установки, необходимо применять прибор с демпфированием механизма или с наполнителем корпуса.
Допустимое давление при статической нагрузке на многих приборах измерения давления помечено на циферблате ограничительным значком ▼ (см. EN 837-1, EN 837-3).
Указанная на циферблате погрешность соответствует погрешности прибора при рекомендуемой базовой температуре +20 °C. Изменение температуры оказывает влияние на показания. Величина погрешности зависит от принципа измерения. При применении прибора вне помещений необходимо учитывать влияние окружающей среды путем выбора прибора или его защиты, например, при температурах ниже нуля необходимо предотвратить замерзание прибора. В приборах с наполнением корпуса низкие температуры приводят к повышению вязкости жидкости. Это вызывает значительные задержки в показаниях.
...

3.1 Основные понятия и термины
Вся основная информация, которая регламентирует изготовление и применение манометров содержится в «ГОСТ Р 8.905-2015. Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Манометры показывающие. Рабочие средства измерений. Метрологические требования и методы испытаний»
1. Нормальное рабочее положение манометра - положение манометра с отклонением от вертикали не более 5º в любую сторону.
2. Диапазон показаний манометра - область значений шкалы стрелочного манометра, ограниченная начальным и конечным значениями шкалы или крайние значения показаний дисплея цифрового манометра.
3. Диапазон измерений манометра - множество значений давления, которые могут быть измерены данным манометром с указанными показателями точности при определенных условиях.Диапазон показаний и диапазон измерений равны, если метрологические характеристики манометра нормируются во всем диапазоне показаний.

3.2 Основные параметры и размеры
а) Диапазоны показаний (записи) приборов должны выбираться из ряда, указанного в приложении 2 ГОСТа 2405-88 “Манометры, вакуумметры, мановакуумметры, напоромеры, тягомеры и тягонапоромеры. Общие технические условия”, и в технических условиях (ТУ) на прибор определенного типа.
В заказе потребитель может потребовать изготовить приборы с диапазоном показаний, отличающихся от тех, которые указаны в приложении 2 ГОСТа2405-88.
б) Диапазон измерений избыточного давления должен составлять от 0 до 100% или от 25% до 75% диапазона показаний.
в) Класс точности прибор должен быть выбран из следующего ряда :
0,4; 0,6; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. При этом 0,4 и 4,0 устанавливается по заказу потребителя.
В таблице 3.1 приведено соответствие диаметра или размера лицевой части корпуса классу точности
Таблица 3.
...

3.3 Технические требования
Манометры следует изготавливать в соответствии с требованиями стандартов ГОСТ 2405-88 и ГОСТ Р 8.905-2015, а также ТУ на прибор определенного типа, руководствуясь чертежами, которые утверждены в установленном порядке.
Пределы допускаемой основной погрешности приборов, выраженные в процентах диапазона показаний (записи), предела допускаемой основной погрешности для приборов с диапазоном измерений от 0 до 100% приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2

Обозначение класса точности
Предел допускаемой основной погрешности, % диапазона показаний, в диапазоне шкалы

от 0 до 25%
от 25 до 75%
св. 75 до 100%
0,4*
±0,4*
±0,4*
±0,4*
0,6
±0,6
±0,6
±0,6
1
±1,0
±1,0
±1,0
1,5
±1,5
±1,5
±1,5
2,5
±2,5
±2,5
±2,5
4*
±4,0*
±4,0*
±4,0*

* Устанавливается по заказу потребителя.
Предел допускаемой основной погрешности ∆ составляет:
0,8∆ - при выпуске приборов из производства и ремонта;
∆- для приборов, находящихся в эксплуатации.
...

3.3.1 Стабильность
Манометры должны выдерживать перегрузку избыточным давлением, значение которого должно соответствовать указанным в таблице 3.3.

Таблица 3.3
Верхний предел измерений, МПа (кгс/см²)
Перегрузка (в % диапазона показаний)

До
10 (100)
25
Свыше
10 (100)
"
60 (600) "
15
"
60 (600)
"
160 (1600)"
10
"
160 (1600)
"
1000 (10000) "
5

После выдержки манометров без давления не менее 1 часа они должны соответствовать требованиям, прописанным в таблице 2.
20000 циклов воздействия избыточного давления, именно столько должны выдерживать приборы, у которых верхний предел измерений доходит до 25 МПа (250 кгс/см²), а манометры с верхними пределами выше 25 МПа (250кгс/см²) до 160 МПа (1600 кгс/см²) – 15000 циклов воздействия избыточного давления, которое может меняться в диапазоне от (30±5)% до (70±5)%.
Число циклов для манометров, у которых верхний предел измерений свыше 160 МПа (1600 кгс/см²) устанавливают в ТУ на манометры определенного типа.
3.3.
...

3.4 Правила приёмки
В ТУ на манометры определенного типа производители устанавливают правила приёмки манометров.
Приёмо-сдаточные испытания проводят на каждом манометре. Периодические испытания, как правило воспроизводят раз в год, но не менее чем на трёх манометрах. Испытания манометров, для определения основной погрешности проводят в нормальных условиях по ГОСТ 8.395. Порядок проведения испытаний на надёжность устанавливается в ТУ на манометры определенного типа.
План контроля показателей надежности должен соответствовать требованиям ТУ. В качестве приемочного значения контролируемого параметра принимают значение средней наработки, указанной в ТУ на манометры определенного типа.
Типовые испытания нужно проводить, когда вносятся изменения в конструкцию, технологию или материалы, которые могут повлиять на технические и метрологические показатели манометров.


4.1 Факторы влияющие на выход из строя манометра
В 1953 году профессор токийского университета Каору Исикава обсуждал проблему качества на одном заводе и суммировал мнения инженеров в форме диаграммы причина-результат (следствия). Данная диаграмма получила широкое распространение во многих японских организациях. Диаграмма Исикавы – диаграмма которая показывает отношение между показателями качества и факторами которые воздействуют на него. На «Рис. 4.1» отображены факторы влияющие на выход из строя манометра.



«Рис. 4.1.» Диаграмма Исикавы

1. Человек
1.1 Квалификация
1.1.1 Образование (среднее общее, высшее)
1.1.2 Опыт (менее года, 3 года, 5 лет, более 10 лет)
1.1.3 Навыки
1.2 Индивидуальные характеристики
1.2.1 Возраст (от 18 до 75 лет)
1.2.2 Пол
1.2.3 Характер
1.2.4 Дисциплина
1.3 Физическое состояние
1.3.1 Болезнь
1.3.2 Сосредоточенность
1.3.3 Усталость
1.3.4 Зрение
1.4 Мотивация
1.4.1 Заработная плата
1.4.2 Карьерный рост
1.4.3 Своевременный отпуск
1.4.
...

4.2 Дефекты, возникающие в процессе эксплуатации
Для анализа и сбора информации о появлении дефектах можно применить контрольный листок, который является одним из семи инструментов качества, как и диаграмма Исикавы.
Контрольный листок – это бумажный бланк, на котором заранее изображены контролируемые параметры, для того чтобы легко и точно записать данные измерений.
Главное назначение этого инструмента качества:
1. Облегчить процесс сбора данных
2. Автоматически упорядочить данные для облегчения их дальнейшего использования.
Контрольный листок №77
Тип дефекта

Результат контроля
Итоги по типам дефектов
Износы деталей передаточного механизма
|||| |||| |||| |||| |||| |||| |||| |||
73
Коррозия шестерни
|||| |||| |||| |||
18
Деформация пружины
|||| |||| |||| |||| |||| |||
28
Повреждение стекла
|||| |||| |||| ||||
20
Увеличение зазоров в сопряженных деталях
|||| |||| |||| |||| |||
23
Повреждение корпуса
|||| ||
7
Другие
|||| |||| |
11
Итого:
180

Дата 19.11.
...

4.3 Ремонт манометров
При эксплуатации пружинных манометров из-за действия факторов обнаруживаются неисправности приборов. В основном неисправности это износы деталей передаточного механизма, а также пружин, в которых воз-никают остаточные деформации. Сюда же можно отнести повреждения кор-пуса, стекла, шкалы, увеличение зазоров в сопряжениях деталей. При возник-новении неисправностей, которые можно устранить, для восстановления ра-ботоспособности прибора его ремонтируют, так как это дешевле, чем купить новый прибор.
Манометр, который необходимо ремонтировать, нужно разобрать, осмотреть кинематический узел, трубчатую пружину 3 (см. Рис. 1.11.). На зуб-чатом секторе 4 не должно быть наклепа и изношенных зубцов. На плате са-мого сектора не должны наблюдаться следы деформации. Если зубцы сек-тора 4 изношены, то его необходимо заменить.Деформацию платы устра-няют ее рихтовкой на металлической плите.
...

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Исследования показали, что АО «РПЗ» - одно из ведущих предприятий по производству современных пилотажно-навигационных приборов, систем и комплексов для самолетов, вертолетов военной и гражданской авиации, а также изделий для космических аппаратов и сухопутной военной техники. Также стоит отметить, что данная организация большое внимание уделяет системе менеджмента качества.
В данной выпускной квалификационной работе была собрана и изучена информация о пружинных приборах для измерения давления, их виды и классификация. Определена область использования пружинных приборов для измерения давления и рассмотрены стандарты регулирующие применение манометров.
В заключении данной ВКР стоит отметить, что обеспечение качества восстановления пружинных приборов для измерения давления(манометров) достаточно трудный процесс, так как в нём нужно выявить факторы влияющие на выход из строя манометров, собрать и проанализировать все дефекты, для того чтобы повысить качество ремонта.
...