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一種安全起爆裝置故障模擬裝置的設(shè)計

文檔作者：楊曉平周濤孔曉剛藺躍龍文檔來源：中國航天科工集所		點擊數(shù)：	更新時間： 2020年12月28日
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制造業(yè)信息化
仿真/建/CAD/CAM/CAE/CAPP
一種安全起爆裝置故障模擬裝置的設(shè)計
楊曉平,周濤,孔曉剛,藺躍龍
(中國航天科工集
所,呼和浩特010010)
摘要:為考核某型號單元測試儀是否具備對某型號安全爆裝置進(jìn)行動作檢查和故障檢測功能,且考核其功能可靠
號單元測試儀是否具
性,研制了一種安全起爆裝置故障模擬裝置,具備安全起爆裝置相同接口和等效的負(fù)載,來模擬安全起爆裝置的正常動
作反饋,并能全面模擬安全起爆裝置在動作檢查和電性能測試過程中可能發(fā)生的各種故障,為驗證某型號單元測試儀
的故障識別功能提供依據(jù)。
關(guān)鍵詞:安全起爆裝置;故障模擬:故障識別:單元測試儀
中圖分類號:TP23文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號:1002-2333(2014)02-0149-02
0引言
(短路、斷路及不絕緣故障)和進(jìn)行安全起爆裝置動作測
安全起爆裝置(以下簡稱安全裝置)是固體火箭發(fā)動試的功能。目前,在單元測試儀研制完成后,其電性能
的
機(jī)的關(guān)鍵部件,其可靠性關(guān)系到固體火箭發(fā)動機(jī)的發(fā)射測試功能的可靠性檢測由具備計量檢定資格的計量部門
成敗,其性能(電性能、動作檢查和故障檢測)能否滿足發(fā)完成,而其對安全起爆裝置的動作測試功能和故障測試
動機(jī)總體性能要求,需要經(jīng)過嚴(yán)格測試。在安全裝置設(shè)計功能的考核采用例試件來完成。例試件在經(jīng)過大量試驗
過程中,是通過保險開關(guān)和工作開關(guān)來反映其實際所處后易損壞,對例試件的修復(fù)及更換易導(dǎo)致試驗成本較高,
的狀態(tài)。由安全起爆裝置單元測試儀(以下簡稱單元測試且對單元測試儀進(jìn)行故障檢測功能考核時,例試件無法
的狀
儀)來完成其電性能(包括電機(jī)及開關(guān)電阻、電機(jī)及開關(guān)提供特定的故障狀態(tài),需要人為制造故障,影響了生產(chǎn)效
絕緣電阻和動作電壓)測試、進(jìn)行安全起爆裝置故障識別率和測試可靠性。因此有必要研制一種能對安全起爆裝
0最大值
09最大值
可方便更換沖頭。另外排氣孔是為了便于裝配沖頭,
001672
以免裝配時密封氣體,而造成裝配困難。根據(jù)經(jīng)驗,
凹凸模的間隙值Z小于等于橡皮布厚度的20%
(0.39mm)時,才能沖出比較符合預(yù)期精度的孔。但
是對于由多種材料組成的橡皮布,0.39mm的間隙值
416
不能達(dá)到預(yù)期的沖孔精度。根據(jù)試驗的情況可以得
最小值
出:要想打出精度比較滿意的孔,間隙值Z應(yīng)小于等于
圖5模架中部受10個力分析圖6模架兩端各受2個力分析橡皮布厚度
度t的10(0.195mm),即可達(dá)到?jīng)_裁的橡皮
最大變形量也在凹凸模合理的間隙值范圍內(nèi),但是為了布孔的周圍剪切齊整、光潔,沒有線頭出現(xiàn)。反之,橡
減輕模架的重量,凸模沖頭做成階梯凸模,即沖頭的長度皮布的上層橡膠雖已裁剪齊整,但纖織物有粘連線頭出
成階梯分布,沿力中心對稱分布,這樣就使每個凸模沖頭的現(xiàn)等現(xiàn)象。在設(shè)計時取最大間隙值Z=0.112mm,即單側(cè)
最大力不同時出現(xiàn),這樣就可以大幅度降低沖裁力,進(jìn)而可間0.06mm既低了加工成本,也降低了安裝調(diào)試
以減輕模架的重量。
難度。
3凹凸模的設(shè)計
4結(jié)語
排氣孔
凹凸模結(jié)構(gòu)的設(shè)計主要考慮通過橡皮布打孔機(jī)設(shè)備的研究和設(shè)計,積累了一定
一沖頭座
凹凸模的雙向間隙值Z它對沖的試驗方法和設(shè)計經(jīng)驗同時通過此設(shè)備的使用徹底解
沖頭裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度和模決了原有問題,僅提高了打孔的精度,而且還提高了裝
板夾的平行精度,使得每次裝卡都能達(dá)到使用的要求
具壽命等都有很大的影響,但不卡板的平行精度,使得每次
存在一個同時滿足所有要求的合另外此設(shè)備使打孔效率提高70%左右,減輕了工作人員
壓板理間隙值。凹凸模結(jié)構(gòu)如圖7所的勞動強(qiáng)度,到了良好的效益,對以后的設(shè)計也有一定
凹模固定板示,沖頭的設(shè)計除了設(shè)計成長短的借鑒意義。
(編輯明濤)
凹模不一的尺寸以減少總的沖裁力,
圖7凹凸模結(jié)構(gòu)為便于更換沖頭,將沖頭與沖頭作者簡介:睿遠(yuǎn)(1980)碩,工程師,研究方向為機(jī)電一體化
座設(shè)計成過渡配合,通過頂絲即收稿日期:2013-11-21
機(jī)械工程師2014年第2期149
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制造業(yè)信息化
N仿真/建模/CAD/CAM/CAE/CAPP
置各種故障狀態(tài)進(jìn)行模擬,與例試件具有等效負(fù)載的一動作檢查功能,故障模擬裝置設(shè)計了與例試件相同的接
種成本相對較低,方便故障測試且可靠性高的裝置,來考口和等效的負(fù)載,正常情況下動作時間和動作反饋與例
核單元測試儀的動作測試和故障測試功能,并能提高單試件相同。支持連續(xù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換,無故障連續(xù)動作可以檢
元測試儀的生產(chǎn)效率和測試可靠性。
查單元測試儀本身,作為單元測試儀自檢的一部分,有利
1單元測試軟件故障識別分析
于定位故障,且故障設(shè)置和無故障設(shè)置可隨意切換,增加
單元測試儀軟件識別的故障類別大體分為機(jī)構(gòu)狀態(tài)操作靈活性。
開關(guān)故障和對殼絕緣故障。
2.2故障模擬裝置的硬件設(shè)計
單元測試儀在進(jìn)行對安全裝置進(jìn)行動作測試以及進(jìn)硬件設(shè)計的結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示。
行電機(jī)電阻、工作開關(guān)接觸電阻和保險開關(guān)接觸電阻的
觸摸屏
測試時需要進(jìn)行保險和工作開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換,此時需要先判
(命令發(fā)布及狀態(tài)顯示)
別機(jī)構(gòu)狀態(tài)是否正常,如正常則進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換及電阻測
試;如出現(xiàn)故障,則單元測試儀軟件判別故障類別,人機(jī)
可編程控制器
界面顯示故障信息。因此安全裝置故障模擬裝置需要模
(邏輯運算)
擬機(jī)構(gòu)狀態(tài)開關(guān)故障。安全裝置的狀態(tài)由保險開關(guān)(R)和
工作開關(guān)(G)的閉合斷開的狀態(tài)加以指示,將R、G分別
驅(qū)動信號輸入電機(jī)及外圍電路
(指令執(zhí)行及狀態(tài)檢測)故障狀態(tài)輸出
表示為二進(jìn)制碼“0”和“1”,“1”代表閉合,“0代表斷開,
來反映安全裝置在動作轉(zhuǎn)換過程中可能出現(xiàn)的各種故障。
圖1故障模擬裝置硬件結(jié)構(gòu)原理圖
在單元測試儀對安全裝置進(jìn)行綜合測試時,需要先對
安全裝置故障模擬裝置以PLC作為控制核心,利用
安全裝置的電機(jī)、工作開關(guān)、保險開關(guān)對殼絕緣狀態(tài)進(jìn)行l(wèi)內(nèi)部的軟邏輯繼電器模擬安全裝置的觸點,外圍控
判別然后再進(jìn)行絕緣性能進(jìn)行測試,如有絕緣故障則單制繼電器選用直流固態(tài)繼電器,并選用與安全裝置相同
元測試儀軟件進(jìn)行故障判別,人機(jī)界面顯示絕緣故障信息,的接口,使用與安全裝置相同型號的直流電機(jī)作為負(fù)載,
如無故障則進(jìn)行絕緣性能測試。因此安全裝置故障模擬裝電機(jī)的到位檢測使用光敏二極管配合硬件斷電實現(xiàn),利
電機(jī)與殼、工作開關(guān)與殼、保險開關(guān)與殼之間的絕緣狀態(tài)。2.3故障模擬裝置的軟件設(shè)
計
2安全裝置故障模擬裝置的設(shè)計
故障模擬裝
開始
2.1故障模擬裝置設(shè)計的基本原理
置軟件設(shè)計流程
故障模擬裝置設(shè)計的基本原理描述如下:
圖如圖2所示
初始化
1)驅(qū)動信號識別。驅(qū)動信號包括對電機(jī)(MR+、MR-)3結(jié)語
工作模式選擇
的驅(qū)動,實際的安全裝置正是在此驅(qū)動信號的作用下完成
通過對安全
故障模擬模式動作檢測模式
狀態(tài)轉(zhuǎn)換的,其故障行為包括兩個內(nèi)容:一是安全裝置未故障模擬裝置的
收到驅(qū)動信號,如導(dǎo)線的斷接等故障;二是未按照驅(qū)動信調(diào)試以及與某型
號的要求完成狀態(tài)轉(zhuǎn)換,而是在轉(zhuǎn)換過程瞬間出現(xiàn)故障。號單元測試儀的
因此,對驅(qū)動信號進(jìn)行識別,在特定瞬間產(chǎn)生預(yù)先設(shè)定的配合測試,故障模
某一故障,是完成安全裝置故障模擬裝置設(shè)計的基本方案。擬裝置可以完全敵
2)狀態(tài)信息碼的設(shè)定。如前所述,R、G狀態(tài)分別由二響應(yīng)單元測試儀
進(jìn)制碼“0”、“1”表示,“1”代表閉合,“0”代表斷開單元測發(fā)出的動作測試
試儀在完成動作檢查功能識別任務(wù)時,需發(fā)送轉(zhuǎn)換驅(qū)動指令,具有與安全圖2故障模擬裝置軟件結(jié)構(gòu)原理圖
信號給安全裝置,與此同時需對安全裝置的狀態(tài)信息進(jìn)起爆裝置相同的動作時間和動作反饋,并能全面模擬單
行識別,以判斷安全裝置在狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程是否出現(xiàn)故障,元測試儀能夠檢測的安全裝置的各類故障,達(dá)到了預(yù)期
因此故障模擬裝置可以模擬安全裝置工作開關(guān)和保險開目的,為檢驗測試儀的測試功能提供了依據(jù),從而為進(jìn)一
關(guān)的狀態(tài),其故障設(shè)置的機(jī)制就是將設(shè)定好的狀態(tài)信息步確保安全裝置的可靠性提供了依據(jù)。同時可以作為測
碼提供給單元測試儀,成為其故障識別的依據(jù)。
試儀自檢的一部分,有利于區(qū)分是安全裝置的故障還是
儀在對安
3)絕緣故障狀態(tài)設(shè)定。單元測試儀在對安全裝置進(jìn)測試儀本身的故障,便于故障的快速定位。故障模擬裝置
行綜合測試(絕緣性能測試)時,需要先對電機(jī)、工作開關(guān)的使用將極大地方便單元測試儀故障測試,提高單元測
和保險開關(guān)與殼的絕緣狀態(tài)進(jìn)行檢測,以判斷安全裝置試儀產(chǎn)品測試可靠性和批生產(chǎn)效率、降低試驗成本、減少
的絕緣性能是否出現(xiàn)故障,因此故障模擬裝置設(shè)置絕緣生產(chǎn)測試人員工作量,保證單元測試儀交付產(chǎn)品的質(zhì)量。
故障的機(jī)制就是把電機(jī)、工作開關(guān)和保險開關(guān)與殼的通
(編輯昊天)
路狀態(tài)提供給單元測試儀。
作者簡介:楊曉平(1981-),女,工程師,從事電氣工程設(shè)計與研工作。
4)無故障連續(xù)動作及其他。為配合單元測試儀多次收稿日期:2013-11-
150機(jī)械工程師2014年第2期

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