Введение
Цельюкурсового проектирования является разработка системы автоматизациипроизводственного процесса, имеющего место при изготовлении или ремонтевагонов, включая кинематические схемы заданной машины и электрические схемы(САУ).
Задачейкурсовой работы является приобретение навыков повышения технического уровняпроизводства посредством автоматизации машин (процессов) до такого уровня,который бы позволил эффективно выполнять технологические операции безнепосредственного участия человека.
Главноенаправление развития современного вагоноремонтного производства состоит в егодальнейшей индустриализации, основой которой служит система машин,обеспечивающая комплексную механизацию и автоматизацию технологическихпроцессов ремонта вагонов и производства запасных частей.
Механизацией производственного процесса называютзамену мускульной энергии человека механической путем использования машин имеханизмов, приводимых в движение различными двигателями (электрическими,паровыми, гидравлическими и др.). Механизация исключает тяжелый физический трудпри выполнении основных и вспомогательных операций в процессе производства.
Автоматизация предусматривает применениеприборов, машин, приспособлений, позволяющих осуществлять производственныепроцессы без физических усилий человека, лишь под его контролем. В качествепримера можно привести любую автоматическую машину, станок-автомат, способныевыполнить свойственную им работу без участия человека.
Основнойпуть повышения уровня механизации и автоматизации вагоноремонтного производства– применение методов и технических средств программного управления.
1. Анализтехнологической операции, намеченной к автоматизации
1.1 Исследованиеусловий выполнения операции. Перечень типовых модулей машины
Переченьтиповых модулей (элементов) машины: электропривод, элеватор, силовая моечнаяголовка.
Элеватораимеют гибкие тяговые элементы (ленты, цепи, канат), огибающие приводные инатяжные элементы (звездочки, барабаны, блоки). К ним крепят грузонесущиеэлементы: ковши, полки, люльки. Кроме того элеваторы включают привод, натяжное,загрузочное и разгрузочное устройства, а также кожух закрывающий движущиесячасти.
Лучше всего выбирать элеватор оптимальных размеров подреально существующие параметры.
Может работать практически с постоянной скоростью независимо от нагрузки, а такжеон надежен и прост в изготовлении.
/>
Рис. 1.1Элеватор с электроприводом
Электропривод – это электромеханическая система для приведения в движение исполнительныхмеханизмов рабочих машин и управления этим движением в целях осуществления технологическогопроцесса.
Современный электропривод – это совокупность множестваэлектромашин, аппаратов и систем управления ими.
К достоинствам электроприводов следует отнести:
· универсальность и приспособленность к работе вразличных условиях.
· Невысокая потребляемая мощность, отсутствиепереходных нагрузок.
· Слабые механические нагрузки и низкий уровеньшумов
Кнедостаткам:
· Отказэлектропривода в случае повреждения системы электропитания.
· Низкаясопротивляемость электрооборудования и кабелей высоким температурам
· Чувствительностьэлектроприводов задвижек к влажности вынуждает применять надежные уплотнениясоединений.
Пневмоприводышироко применяются для автоматизации операций поворота, толкания, подъема,перемещения и зажима. Они характеризуются производственным шумом, возникающимпри выхлопе отработанного воздуха и ударном взаимодействии деталей.
Силоваямоющая головка снижает вредное влияние на рабочих температуры моющей жидкости,паров раствора каустической соды, которая применяется в опасных для человекаконцентрациях, а также высокого давления подачи раствора.
/>
Рис. 1.2Силовая моечная головка
Гидроприводытой же мощности могут иметь меньшие габариты по сравнению с пневмоприводами,благодаря использованию более высоких давлений рабочей среды (жидкости). Ониобладают достаточно высокой и легко регулируемой плавностью перемещений и точностьюостановки. У них отсутствуют удары в конце рабочего хода. Гидроприводы болееэкономичны (КПД до 70%), подобно пневмоприводам останавливаются без поломок вслучае перегрузок. При использовании негорючих жидкостей гидроприводы могутработать во взрывоопасных средах, на их работоспособность не влияют магнитныеполя. Однако гидроприводы сложнее изготавливать из-за высоких требований кгерметичности.
Силоваямоющая головка снижает вредное влияние на рабочих температуры моющей жидкости,паров раствора каустической соды, которая применяется в опасных для человекаконцентрациях, а также высокого давления подачи раствора.
Выполнениеоперации обмывки сопряжено с наличием паров жидкостей, содержащих вредныевещества, повышенной влажности, грязи пыли, с применением растворовкаустической соды в опасных для человека концентрациях (1,5..2%), горячей водыи содового раствора (температура 80..90 градусов), высоких давлений жидкости(10..40 МПа). Также в процессе обмывки существует возможность травмированиярабочих при их падении, столкновении с поднимающимися дверями, привзаимодействии с растворами вредных и горячих жидкостей.
Применениеэлектроприводов может привести к поражению человека током. Степень поражениязависит от длительности прохождения тока через организм или участок телачеловека. Наибольшим сопротивлением обладает кожа человека. Вместе с тем,протекание тока через нее может привести к ее обугливанию и последующемурезкому снижению общего электрического сопротивления тела и нарастанию тока,вызывающего тепловое разрушение внутренних органов.
Переченьтехнологических машин, применяемых
на заданномпроизводственном участке (цехе).
Для ремонтаколёсных пар на железнодорожных предприятиях созданы колёсно-роликовые цеха.
Колёсно-роликовыйцех предназначен для ремонта колёсных пар типа РУ-1–950 и РУ-1Ш-950.Колёсно-роликовый цех обеспечивает ремонт колёсных пар:
напрограмму деповского ремонта;
наобъём работ по текущему оценочному ремонту;
поплану пассажирской службы по ремонту колёсных пар для других предприятий.
В цехе выполняются работы:
обточкаповерхности катания колёсных пар;
демонтажи монтаж букс с роликовыми подшипниками на горячей посадке без снятиявнутренних колец;
демонтажи монтаж букс с роликовыми подшипниками на горячей посадке со снятиемвнутренних и лабиринтных колец;
полнаяи промежуточная ревизия роликовых букс;
ремонтроликовых подшипников;
подготовкабукс под установку датчиков контроля нагрева роликовых букс;
обмывкаколёсных пар, деталей буксового узла, подшипников, корпусов букс;
дефектоскопияколёсных пар, подшипников, деталей буксового узла.
Помещениеколёсно-роликового цеха примыкает к сборочному цеху, напротив первой позицииремонта пассажирских вагонов. Вне здания ВРД имеется колёсный парк.
Цех разделяется на следующие отделения и участки:
колёсно-токарноеотделение с демонтажной площадкой для демонтажа букс и роликовых подшипников,обмывки колёсных пар, корпусов букс, подшипников и деталей буксового узла;
участокдля дефектоскопии осей колёсных пар;
отделениероликовых подшипников;
предмонтажноеотделение для отстоя колёсных пар перед монтажом и окраски колёсных пар; наэтой же площади размещён участок по подготовке букс к монтажу;
монтажноеотделение для монтажа роликовых букс;
колёсныйпарк;
конторамастера.
Колёсный парк. Он предназначен для:
храненияотремонтированных колёсных пар, колёсных пар ожидающих ремонта или отправки назавод для смены элементов;
разгрузки,осмотра и предварительного определения объёма ремонта неисправных колёсных парпоступивших с линии; оформление приходного листка ВУ-51;
погрузкинеисправных колёсных пар для отправки в заводы и исправных на линию;
Колёсный парксостоит из рабочего парка и парка готовой продукции. Парк готовой продукциислужит для хранения отремонтированных и исправных колёсных пар, а рабочий паркпредназначен для хранения ожидающих ремонта колёсных пар рассортированных потипам осей.
Отделениероликовых подшипников состоит из двух участков: участка по ремонту подшипникови комплектовочного участка.
Участок поремонту подшипников предназначен для протирки и хранения подшипников,поступивших после обмывки по лотку через окно из колёсно-токарного отделения,дефектоскопирования роликов, ремонта и подбора роликов, передачи промытыхподшипников по лотку через окно в комплектовочное отделение. Он размещён визолированном помещении, имеет смежное помещение с комплектовочным участком.
Комплектовочныйучасток предназначен для осмотра, измерения осевых зазоров подшипников,измерения диаметров внутренних колец подшипников на горячей посадке,дефектоскопии полиамидных сепараторов, смазывания блоков подшипников, передачискомплектованных подшипников по лотку в монтажное отделение, хранениенеснижаемого запаса подшипников. Он размещён в изолированном помещении, имеетсмежные помещения с участком по ремонту подшипников и отделения монтажаколёсных пар.
Монтажноеотделение предназначено для монтажа букс с роликовыми подшипниками на шейку осиколёсной пары, смазывания маслом внутренней поверхности корпуса буксы, подборапарных подшипников, контроля радиального зазора и подбора парных подшипников,укладки подшипников в буксу, смазывание маслом внутренних колец на шейке оси ив блоке подшипников, нанесения смазки Л3 ЦНИИ на лабиринтные кольца и в блокподшипников, монтажа букс в комплекте с блоком подшипников на шейку оси,крепления гайки или болтов торцевой шайбы, обвязки проволокой болтов М12,крепления стопорной планки, клеймения оси, монтажа крепительной и смотровойкрышек, проверки лёгкости проворачивания буксы.
Предмонтажноеотделение примыкает с одной стороны к колёсно-токарному отделению, а с другойстороны к монтажному отделению. Предназначено для осмотра букс, осмотра осевыхгаек, стопорных планок, осмотра, зачистки и замера шеек колёсных пар, демонтажалабиринтных и внутренних колец (если необходимо), окраски средней части оси,дисков, отстоя колёсных пар перед монтажом и после ремонта.
Колёсно-токарноеотделение предназначено для предварительного осмотра и определения необходимогоремонта, обмера, оформления приходного листа ВУ-51, демонтажа букс с роликовымиподшипниками, обмывки колёсных пар в моечной машине, обмывки корпусов букс,обмывки роликовых подшипников в автоматической установке, обмывки деталей букс,обточки поверхности катания колёсных пар, дефектоскопии колёсных пар,промежуточной ревизии букс колёсным парам, выкаченных из-под вагонов деповскогоремонта (пригодных для подкатки под вагоны текущего ремонта), окраски. На еготерритории расположено тележное отделение цеха «Подъёмки».
Колесно-роликовыйцех оснащен следующим оборудованием:
колесно-токарнымстанком, машиной для обмывки колесных пар, машиной для обмывки корпусов идеталей букс, машиной для обмывки роликовых подшипников, станкомточильно-шлифовальным, накопителем для деталей и корпусов букс, индукционнымнагревателем для нагрева внутренних колец, индукционным нагревателем длянагрева лабиринтных колец, стеллажом для корпусов букс, гомогенизатором смазки,емкостью со смазкой, масляным нагревателем, шкафом для измерительногоинструмента, стеллажом для колец подшипников, дефектоскопом УМДП-01, прессомдля испытания полиамидных сепараторов, рабочим столом, автоматизированнойустановкой по подбору роликов УПР-01, станком для шлифовки торцов роликов,дефектоскопом ультразвуковым, дефектоскопом магнитным, столом для разборкиподшипников, приспособлениями для зачистки колец, столом для клеймения деталей,шкафом для хранения деталей и инструмента, стеллажом для готовых деталей,кран-балкой г/п 1 тонна, кран-балкой г/п 2 тонны, кран-балкой г/п 5 тонн, станкомнастольно-сверлильным, окрасочной камерой, горизонтальным гидравлическимпрессом для распрессовки колес, универсальным токарно-винторезным станком илиспециализированным токарно-накатным станком для обработки подступичных частейоси, токарно-карусельным станком для обработки ступиц колес, прессом длязапрессовки колес.
1.2 Выборобъекта автоматизации и ее необходимость
В связи стем, что подача осей связана с рядом опасностей, то производство этого процесседолжно выполняться машинами, а человек будет лишь управлять ими.
Целесообразностьперехода от ручного производства к автоматизированному определяется 3-мяпринципами:
1) достижениеконечного результата, т.е. автоматическое оборудование должно иметь большуюпроизводительность;
2) комплексность,т.е. автоматизация производства должна охватывать все производственныеструктуры, связанные с выпуском продукции и учитывать во взаимосвязитехнологию, предметы труда, техническое оборудование, системы управления иобслуживания;
3) экономическаянеобходимость, т.е. автоматизация допускается там, где она автоматическидоказана;
4) Отказот физического, монотонного и малоквалифицированного труда;
Предварительныйвыбор объектов автоматизации осуществляют по критическим условиям, основаннымна первом (для различных технологических процессов и операций, протекающих вразнообразных по виду производствах, могут быть выбраны и применены одинаковыесистемы автоматического управления) и втором (все многообразие схемных решенийсведено к типовым по логике управления системам автоматики) принципахавтоматизации. Критические условия учитывают необходимость увеличенияпроизводительности путем сравнения потребной производительности с фактической,умноженной на коэффициент прогрессивности 1.25, а также условия выполненияопераций.
Выборобъектов автоматизации рекомендуют осуществлять в следующей последовательности:
1) определяюттехнический уровень производства для всех отобранных процессов по критическимзначениям технического уровня производства, оценивают необходимость техническогоперевооружения или реконструкции предприятия. В списке остаются только теобъекты, которые размещены в производственных участках, нуждающихся втехническом перевооружении;
2) устанавливаютоптимальное значение уровня автоматизации для всех оставшихся в спискепроцессов;
3) подбираютавтоматические машины для исследуемых процессов, при этом стремятся к тому,чтобы средний уровень автоматизации производства был примерно равеноптимальному значению, а суммарная стоимость машин не превосходила предельногозначения;
4) определяютэкономическую эффективность автоматизации каждого объекта. По значениямгодового экономического эффекта составляют приоритетный ряд объектов дляосуществления задач их автоматизации;
5) разрабатываюттехнические требования на автоматизацию объектов в порядке их размещения вприорететном ряду на основании рассмотренного комплекса работ и анализапоказателей производственных процессов.
1.3Разработка вариантов конструктивных схем машины
Структурнаясхема автомата.
Подструктурой автоматических машин понимают состав элементов и подсистем, изкоторых они состоят, с определенным характером взаимодействия. Для наглядногографического изображения отдельных сложных устройств машин и их системприменяют структурные схемы.
Загрузочноеустройство представляет из себя наклонный путь. По наклонному пути деталиперемещаются в рабочую зону технологической машины.
Технологическиемашины предназначены для обработки объектов. Они включают: зажимное устройство(фиксирует и зажимает деталь), силовую головку (обрабатывает деталь), защитныеприспособления (кожухи, двери и т.п.), устройства удаления отходов, механизмизменения положения детали в процессе обработки.
Длянаглядного графического изображения устройств машины применим структурнуюсхему:
/>
Рис. 1.7– Структурная схема автомата
ЗУ –загрузочное устройство,
ТМ –технологическая машина,
РУ –разгрузочное устройство,
КУУ –контрольно-управляющее устройство.
В даннойкурсовой работе загрузочными устройствами будет являться наклонный путь.
Технологическаямашина предназначена для обработки объектов. Содержит зажимное устройство (онопринимает, фиксирует и зажимает деталь), силовую моечную головку, защитныеприспособление (кожухи, двери), устройство для удаления отходов, механизмизменения положения оси в процессе обмывки.
Дляобеспечения взаимодействия этих устройств и их работы в строгойпоследовательности, с целью выполнения заданного технологического процесса вустановленное время, применяют контрольно-управляющее устройство.
Структурнаясхема автомата позволяет построить его принципиальную конструктивную схему. Дляэтого надо заменить функциональные блоки конкретным механизмом, учитывающимхарактер выполняемых действий и тип заданного привода.
Таблицывариантов набора механизмов машины, их привода и виды управления.
Таблица 1.1. Механизмымашины (вариант №1)
№
п/п Наименование механизма машины Тип силового привода Звенность механизма Количество включений механизма 1 Механизм подъема осей Электропривод 3,5 1 2 Механизм транспортировки осей Элеватор 4 1 3 Механизм перемещения дверей Электропривод 4 1 4 Механизм обмывки осей Гидросистема (обмывочная силовая головка 4 1
Таблица 1.2. Механизмымашины (вариант №2)
№
п/п Наименование механизма машины Тип силового привода Звенность механизма Количество включений механизма 1 Механизм подъема осей Гидропривод 4 1 2 Механизм транспортировки осей Элеватор 4 1 3 Механизм перемещения дверей Электропривод 4 1 4 Механизм обмывки осей Гидросистема (обмывочная силовая головка 4 1
Таблица 1.3. Механизмымашины (вариант №3)
№
п/п Наименование механизма машины
Тип силового
привода
Звенность механизма
по варианту Количество включений механизма 1 Механизм подъема осей Пневмопривод 3,5 1 2 Механизм транспортировки осей Элеватор 3,5 1 3 Механизм перемещения дверей Электропривод 3,5 1 4 Механизм обмывки осей Гидросистема (обмывочная силовая головка 3,5 1
Средняязвенность и уровень автоматизации всех вариантов машин.
Дляопределения средней звенности сложной машины ее надо разбить на самостоятельныепростейшие механизмы, выполняющие те или иные простые движения.
Определениесредней звенности машины осуществляется по формуле:
/>
(1.1)
где /> — звенность />го механизма машины (/>);
n – количество механизмовв машине;
Для вариантамашины №1:
/>
/>
Для вариантамашины №2:
/>
/>
Для вариантамашины №3:
/>
/>
Уровеньавтоматизации машины определяется по формуле:
/>, (1.2)
где qi – количество включений i-го механизма машины вцикле ее работы;
/> – звенность />го механизма машины,имеющее полуавтоматическое или автоматическое управление (Zi≥3.5).
Для вариантамашины №1:
/>.
Для вариантамашины №2:
/>
/>
Для вариантамашины №3:
/>
/>
Приближеннаястоимость машины:
/>, (1.3)
где Со (Z=3) – стоимость машиныпри ручном управлении, тыс. руб.;
Z=3 – средняя звенностьмашины при ручном управлении;
Zi – средняя звенностьмашины.
Для вариантамашины №1: /> тыс. руб.
Для вариантамашины №2: />тыс. руб.
Для вариантамашины №3: />тыс. руб.
Таблица 1.4. Расчетпараметров механизмов машин и силовых головок на стадии предварительныхисследований для варианта 1.Привод механизма
Сила сопротивления W, Н;
Мощность привода Р, кВт Длительность цикла работы механизма, сек при управлении
Стоимость механизма при ручном управлении,
тыс. руб. ручном полуавтоматическом автоматическом Электропривод элеваторов
/>
/> – сопротивление движению
W=2384,5Н
v=0.2..0.3 м/с 28,4 26,7 25,24 0,609 Механизм скатывания тел вращения с наклонной поверхности l= 5 м – длина перемещения тела 14,4 12,9 11,4 0,609 Гидросистема моечной машины
/>
/> 3,49 1,99 0,49 13,65
Таблица 1.5. Расчетпараметров механизмов машин и силовых головок на стадии предварительныхисследований для варианта 2Привод механизма
Сила сопротивления W, Н;
Мощность привода Р, кВт
Длительность цикла работы механизма, сек
при управлении
Стоимость механизма при ручном управлении,
тыс. руб. ручном полуавтоматическом автоматическом Гидропривод элеваторов
/>
/> 6,36 4,88 3,4 4,75 Механизм скатывания тел вращения с наклонной поверхности l=5 м – длина перемещения тела 14,4 12,9 11,4 0,609 Гидросистема моечной машины
/>
/> 3,49 1,99 0,49 13,65
Таблица 1.6. Расчетпараметров механизмов машин и силовых головок на стадии предварительныхисследований для варианта 3Привод механизма
Сила сопротивления W, Н;
Мощность привода Р, кВт Длительность цикла работы механизма, сек при управлении
Стоимость механизма при ручном управлении,
тыс. руб. ручном полуавтоматическом автоматическом Пневмопривод элеваторов
/>
/> 23 19,8 18,3 3,5 Механизм скатывания тел вращения с наклонной поверхности l=5 м – длина перемещения тела 14,4 12,9 11,4 0,609 Гидросистема моечной машины
/>
/> 3,49 1,99 0,49 13,65
Результатыформирования параметров вариантов машин сводим в таблицу, приведенную ниже
Таблица 1.7. Результатформирования параметров вариантов машинВариант конструктивной схемы машины
Продол
жительность
операции, сек
Уровень автоматизации машины,
/>, %
Мощность электрооборудования,
Ру, кВт Численность рабочих, обслуживающих машину, Чс, чел.
Примерная стоимость машины, Со,
тыс. руб. Вариант 1 37.13 96 10,97 1 38,81 Вариант 2 15.29 80 48,9 1 57,79 Вариант 3 30.19 87 14,5 1 38,67
Оптимальноезначение уровня автоматизации машины и соответствующие ему параметры сиспользованием программы Excel.
Оптимальноезначение уровня автоматизации машины и соответствующих ему параметровопределяем с использованием программы Excel.
Для отысканияоптимального значения уровня автоматизации машины применим следующую целевуюфункцию приведенных затрат:
/>,=0,66, (1)
где />годовой выпуск продукции =6000 штук
/> = 0.0028*2000+12 = 5,6+12=17,6
/>= 2827 (2)
/>годовой фонд рабочеговремени машины = 2000 часов;
/>мощностьэлектрооборудования машины, кВт;=10,97;
/>численность рабочих, обслуживающихмашину – 1 рабочий;
/>стоимость машины.
Предположим,что переменные можно представить в виде следующих уравнений:
/>; />; />, (3)
где />оценки коэффициентоврегрессии.
Для отысканиязначений оценок коэффициентов регрессии необходимо знать статистические илирасчетные значения соответствующих параметров машины и применить методнаименьших квадратов.
Оптимальноезначение уровня автоматизации машины находим, минимизируя функцию (1) послеподстановки в нее уравнений (2):
/>. (4)
Для нахожденияоптимального значения уровня автоматизации машины необходимо знать всетехнико-экономические характеристики (переменные параметры), предусмотренныеуравнениями (1) и (2).
Для отысканияоптимального уровня автоматизации удобно пользоваться типовой программой всреде электронных таблиц Excel (табл. 1.9).
/>
Такимобразом, оптимальный уровень автоматизации равен Каопт=76.18
/>
Вариант №1
На рис. 1.3показана конструктивная схема подачи оси на обмывку: 1-электропривод; 2-кожух;3-коллектор с соплами; 4-сопла; 5-нагнетательный трубопровод; 6-электродвигательнасоса; 7-насос; 8-бак; 9-фильтр; 10-разгрузочное устройство; 11-гибкийорган(цепь); 12-загрузочное устройство; 13-полка; 14-изделие.
/>
Вариант 2
На рис. 1.4показана конструктивная схема подачи оси на обмывку: 1-электропривод; 2-кожух;3-коллектор с соплами; 4-сопла; 5-нагнетательный трубопровод; 6-электродвигательнасоса; 7-насос; 8-бак; 9-фильтр; 10-разгрузочное устройство; 11-гибкийорган(цепь); 12-загрузочное устройство; 13-полка; 14-изделие; 15-гидропривод.
/>
Вариант 3.
На рис. 1.4показана конструктивная схема подачи оси на обмывку: 1-электропривод; 2-кожух;3-коллектор с соплами; 4-сопла; 5-нагнетательный трубопровод; 6-электродвигательнасоса; 7-насос; 8-бак; 9-фильтр; 10-разгрузочное устройство; 11-гибкийорган(цепь); 12-загрузочное устройство; 13-полка; 14-изделие; 15-пневмопривод.
1.3 Описаниепоследовательности выполнения заданной операции
Выполниврасчеты параметров машин на стадии предварительных исследований, можно сделатьвывод, что третий вариант конструктивной схемы машины по уровню автоматизации(78%) более близок к оптимальному значению уровня автоматизации машины. Такжемощность электрооборудования этой схемы и ее стоимость ниже, чем у машинывторого и третьего варианта, значит, для практического применения лучше будетиспользовать первый вариант конструктивной схемы машины.
Для третьеговарианта конструктивной схемы машины последовательность выполнения заданнойоперации должна быть таковой:
1) Включить электропривод конвейера (транспортировка осей наобмывочную позицию);
2) Выключить электродвигатель конвейера (элеватор с осями установленна обмывочной позиции);
3) Включить электропривод подъема дверей (двери опущены);
4) Выключить электропривод подъема дверей (двери опущены изафиксированы);
5) Включить электродвигатель силовой моечной головки (обмывка осей);
6) Выключить электродвигатель силовой головки (обмывка осейзакончена);
7) Включить электропривод подъема дверей (двери подняты);
8) Выключить электропривод подъема дверей (двери подняты изафиксированы);
2. Формированиезвеньев (механизмов) машины
2.1 Расчети выбор рабочих органов (силовых головок)
электропривод управлениемашина звено
Рабочие органымашин (силовые головки) предназначены для сообщения инструментам главногодвижения и движения продольной подачи. Силовые головки машин включают механизмглавного движения, привод подачи инструмента, механизм крепления или ориентацииинструмента.
К приводуподачи гидросистем машин относится насос с электродвигателем и трубопроводом. Вкачестве инструмента используется моющая жидкость. Для направления жидкостиприменяются сопла.
Для получениямощных струй, несущих большую кинетическую энергию, применяют сопла в видеконических насадок.
Обычнораствор и вода под температурой 70–900 C подаются под давлением10–20ּ105 Па. Подогрев жидкостиосуществляется через паросмеситель и обогревательные батареи с помощью сухогопара или электронагревателями,
Важную роль вмоечных установках играет система очистки жидкости от грязи, ее сбор иудаление. Обычно это замкнутые системы. Надежность и качество работы такихсистем во многом определяют надежность и производительность машин, условиятруда рабочих.
Таблица 2.1. Данныедля расчета параметров гидросистемы моечной машиныn, шт. nкн, шт. nкв, шт. d, м. p, Па φ, м2/с ρ, кг/м3 μ 50 2 2 0.009 300000 0.00002 1000 0.6
Vтн,
м/с
Vтв,
м/с
H,
м. εф εк
Lтн,
м.
Lтв,
м.
tоб,
мин. 5 1 2 7 0.8 3 1.5 3
где n – число насадок (сопел);
nкн – количество колен внагнетательном трубопроводе;
nкв – количество колен вовсасывающем трубопроводе;
d – диаметр сопла;
p – давление жидкостиперед насадкой;
φ –кинематическая вязкость жидкости;
ρ –плотность жидкости;
μ –коэффициент расхода жидкости через отверстие;
Vтн – скорость теченияжидкости в нагнетательном трубопроводе;
Vтв – скорость теченияжидкости во всасывающем трубопроводе;
H – расстояние междуповерхностью жидкости в баке и коллектором;
εф –коэффициент сопротивления фильтра;
εк –коэффициент сопротивления колена;
Lтн – длина нагнетательноготрубопровода;
Lтв – длина всасывающеготрубопровода;
tоб – время обмывки изделия.
Расчетгидросистемы моечной машины.
1. Площадьпроходных сечений насадок, м2:
/>(2.1)
/>
2. Расчетнаяподача, м3/с:
/>(2.2)
/>
3. Расчетныйдиаметр нагнетательного трубопровода, м:
/>(2.3)
/>
4. Расчетныйдиаметр всасывающего трубопровода, м:
/>(2.4)
/>
5. ЧислоРейнольдса для нагнетательного трубопровода:
/>(2.5)
/>
6. ЧислоРейнольдса для всасывающего трубопровода:
/> (2.6)
/>
7. Принимаемзначение коэффициента λ, характеризующего режим течения жидкости, длянагнетательного и всасывающего трубопроводов:
/>(2.7)
8. Коэффициентпотерь давления для нагнетательного трубопровода:
/>(2.8)
/>
9. Коэффициентпотерь давления для всасывающего трубопровода:
/>(2.9)
/>
10. Потеридавления для нагнетательного трубопровода, Па:
/>(2.10)
/>
11. Потеридавления для всасывающего трубопровода, Па:
/>(2.11)
/>
12. Давление,которое должен развивать насос, Па:
/>(2.12)
/>
13. Подачанасоса, м3/с:
/>(2.13)
/>
14. Мощностьэлектродвигателя насоса, кВт:
/>(2.14)
где k=1,1…1,4 – коэффициентзапаса на случай перегрузки двигателя;
η=0,6…0,9– полный КПД насосной установки;
ηn=0,85…0,99 – КПДпередачи.
/>
15. Объембака, м3:
/>(2.15)
/>
16. Порезультатам расчетов подбираем тип насоса и электродвигателя, используясправочник по деталям машин и механизмов.
Электродвигатель:тип 4А 180 2У3 (35 кВт, n = 4000 об/мин)
Насос: маркаК90/55 тип 4А1802
2.2 Расчети выбор приводов
Пневматическийпривод
Исходныеданные для расчета параметров приводов приведены в табл. 2.2.
Таблица 2.2. Исходныеданные для расчета пневмопривода
/>, м
/>, м
/>, Н/м2
/>, Н/м2
/>
/>
/>, кг/м3 0,3 0,135 4*105 1,2*105 0,8 1,3 7850
/>, м
/>
/>, Н/м2
/>
/>, кг/м3
/>, Н 0.53 1,1 1100*105 0,5 800 32170
Основныестандартные параметры цилиндров:
/>, м: 0,045; 0,050; 0,065;0,075; 0,090; 0,105; 0,120; 0,150; 0,165; 0,175; 0,200; 0,225; 0,250; 0,300;0,350; 0,400; 0,500;
/>, м (/>/>:0,004; 0,005; 0,006; 0,008; 0,01; 0,012; 0,016; 0,020; 0,025; 0,032; 0,040;0,050; 0,063; 0,080; 0,1; 0,125; 0,160; 0,200; 0,320.
Ход поршня /> принимается конструктивнов зависимости от характера выполняемой работы (для поворотных устройств />, где />угол поворота).
В табл. 2.2приняты следующие обозначения:
/> — внутренний диаметрцилиндра, м;
/> — диаметр штока, м;
/> — рабочее давлениесжатого воздуха или жидкости для пневмоприводов />,Н/м2;
/> — противодавление ввыхлопной или сливной камере для пневмоприводов />=0,3/>;
/> — коэффициент,учитывающий трение в уплотнительных устройствах (0,8…0,9);
/> — коэффициент,учитывающий инерционные силы (1,1…1,3);
/> — плотность стали, кг/м3;
/> — ход поршня, м;
/> — коэффициент запасапрочности (1,1…1,3);
/> — допускаемые напряжения(для углеродистых сталей (1000…1200).105, Н/м2; для легированных сталей(1100…4000).105Н/м2);
/> — коэффициент расходачерез отверстие (0,4…0,9);
/> — плотность масла(800…950) кг/м3;
/> — технологическое усилие(усилие полезной работы), Н.
Алгоритмрасчета:
1. Подбираемвнутренний диаметр /> цилиндра и диаметрштока />методом итераций из условияравновесия поршня, задаваясь их стандартными значениями:
/>; (2.2.1)
Определяем:
2. Толщинустенки днища (крышки) цилиндра, м
/>= 0.12 (2.2.2)
3. Наружныйдиаметр цилиндра, м
/>= 0.34 (2.2.3)
4. Длинукорпуса цилиндра (принимаем высоту поршня />,м
/> = 0.995 (2.2.4)
5. Вескорпуса цилиндра, Н
/> = 6119 (2.2.5)
6. Весплунжерной пары (шток и поршень; длину штока принимаем />), Н
/>= 31387 (2.2.6)
Подпрограммарасчета особых параметров пневмопривода:
Определяем:
1.Безразмерную нагрузку на привод
/> = 1.05 (2.2.7)
2.Безразмерный конструктивный параметр
/>= 1.61 (2.2.8)
где />вес корпуса или плунжернойпары (принимается в зависимости от конструкции привода (подвижен корпус, товместо /> подставляют, />подвижна плунжерная пара,то вместо /> подставляют />);
/>диаметр отверстий, м;
3.Относительное время перемещения поршня
/>; = 8.821 (2.2.9)
4.Длительность перемещения поршня, с
/> = 0.598 (2.2.10)
3. Расчеттехнических характеристик машины
3.1 Расчетцикловой и фактической производительностей машины
Производительностьюмашины называется количество продукции, выдаваемой в единицу времени.
Дляколичественной оценки производительности автоматического оборудованиянеобходимо выпущенную продукцию отнести к отрезку времени, за которой она былапроизведена.
При созданиимашин необходимо определить цикловую (Qц) и фактическую (Qф) производительности.
Цикловаяпроизводительность характеризует выпуск продукции в единицу времени на автоматическомоборудовании дискретного действия (имеется пауза для загрузки и разгрузки,зажима и разжима детали, подвода и отвода инструмента) при условии егобесперебойной работы.
Циклом работымашины называется совокупность действий по обработке изделия, при которых оноподвергается изменению в определенной последовательности до окончанияобработки.
Длительностьрабочего цикла (tц) определяет цикловую производительность:
/>(3.1)
где 1 – одноизделие;
tц – длительность цикла ч.
Для варианта №1:/>
Для варианта №2:/>
Для варианта №3:/>
Так как впроцессе эксплуатации машин периоды бесперебойной работы чередуются спростоями, вызванными сменой и регулировкой инструмента, подналадкоймеханизмов, устранением отказов оборудования и систем управления, тофактическая производительность машин получается ниже цикловой.
Всеперечисленные потери времени принято называть внецикловыми. Поэтому фактическуюпроизводительность определяют по формуле:
/>(3.2)
где tвнц – внецикловые потеривремени, приходящиеся на одно изделие.
Для варианта №1: />
Для варианта №2: />.
Для варианта №3: />.
При известнойвероятности безотказной работы машины p(t) внецикловые потери времени можно определить из соотношения:
/>(3.3)
Для варианта №1:/>.
Для варианта №2:/>.
Для варианта №3: />.
3.2 Расчетнадежности машины
При расчетахнадежности машин полагают, что все элементы машины работают последовательно, т.е.отказ одного элемента приводит к отказу всей машины. Поэтому вероятность безотказнойработы машины определяют по формуле:
/>(3.4)
где /> – вероятность безотказнойработы i-гоэлемента машины.
При этомвероятность безотказной работы любого элемента машины определяют, полагая интенсивностьотказов постоянной, по формуле:
/>(3.5)
где λi – интенсивность отказаэлемента машины, 1/ч;
t – продолжительностьработы машины, ч.
Расчетвероятности безотказной работы машины осуществляют для основной конструктивнойсхемы в форме табл. 3.1
Таблица 3.1. Значенияинтенсивности отказовНаименование элемента машины
Количество
элементов Интенсивность отказа элемента, λּ10–6, 1/ч niּλi Баки (резервуары) 1 1.5 1.5 Гидроцилиндры 1 0.2 0.2 Насос 1 13.5 13.5 Пневмоцилиндр 1 0.13 0.13 Силовая головка 1 15 15 Механические передачи 1 0.4 0.4 Трубопровод 2 0.03 0.06 Фильтр 1 0.8 0.8 Электродвигатель 1 2 2 Конвейеры 1 2 2 Всего 37,59
Вероятностьбезотказной работы машины определяем по формуле:
/>(3.6)
Расчетцикловой и фактической производительности машины также осуществляют в форметаблицы 3.2.
Таблица 3.2. Цикловаяи фактическая производительности машиныВариант конструктивной схемы машины Продолжительность цикла работы последовательно включаемых механизмов машины, сек, tц
Цикловая производительность, шт./ч,
Qц Вероятность безотказной работы машины, p(t)
Фактическая производительность машины, шт./ч,
Qф
Уровень автоматизации машины, />, % Вариант 1 37.13 27.2 0.75 23.8 96 Вариант 2 15.29 66.6 0.75 50 80 Вариант 3 31.15 32.2 0.75 27.7 87
3.3 Оценкауровня автоматизации производства на заданном участке
Уровеньавтоматизации производства – мера замещения машинами функций управления впроцессе преобразования и перемещения предметов труда. Уровень автоматизациипроизводства определяется по формуле:
/> (3.7)
где mz= myKз – количествоиспользуемых машин;
my – количествоустановленных машин;
Кз –коэффициент загрузки машины.
Составоборудования основных производственных участков депо приведен в таблице 3.3.
Таблица 3.3. Характеристикаоборудования колесно-роликового участкаМашина для обмывки осей
/>
/>
/>
Мощ-
ность,
кВт Стои-мость, т. руб. Вариант №1 3.5 0.8 1 11 38,8 Вариант №2 3.5 0.8 1 49 57,7 Вариант №3 3.5 0.8 1 15 38,6
Для варианта №1:/>;
Для варианта №2: />;
Для варианта №3:/>;
3.4 Методыоценки экономической эффективности вариантов автоматизации
Экономическаяэффективность машин складывается из энергетического, трудового, структурного итехнологического эффектов (полезных результатов).
Энергетическийэффект определяется сокращением расхода топлива или энергии, увеличениемнадежности работы энергетического оборудования, повышением КПД силовыхустановок.
Трудовойэффект связан с сокращением прямых затрат живого труда обслуживающего персоналана управление технологическими процессами.
Структурныйэффект обусловлен сокращением регулирующих и запасных емкостей, уменьшениемслужебных и инженерных коммуникаций, снижением металлоемкости и стоимостиоборудования, увеличением съема продукции с единицы площади производственныхзданий, повышением концентрации построек на территории.
Технологическийэффект обусловлен в основном увеличением производства продукции за счетавтоматизации технологических процессов, сокращения трудовых затрат и повышениякачества продукции.
При сравнениинескольких вариантов автоматических машин определяют сравнительнуюэкономическую эффективность.
Эффективность– это отношение величины экономического или эксплуатационного эффекта квеличине затрат, обусловивших получение этого эффекта.
В качествекритериев сравнительной экономической эффективности средств автоматизацииприменяют:
расчетныйкоэффициент эффективности капитальных вложений:
/>, (3.8)
где Т – срококупаемости капитальных вложений;
С1 и С2 –себестоимость продукции до и после осуществления капитальных вложений;
К1 и К2 –капитальные вложения до и после внедрения автоматической машины;
Ен –нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (Ен=0.15).
Для варианта №3:
/>.
максимальнодопустимую стоимость автоматического оборудования:
/>, (3.9)
Для варианта №1:
/>;
Для варианта №2:
/>;
Для варианта №1:
/>.
Индексконкурентоспособности:
/>/>,(3.10)
где />производительность новой ибазовой машины, шт./ч;
/>годовой доход отприменения новой и базовой машины, руб.
/>.
Величинудохода приближенно можно определить по формуле:
/>,(3.11)
где />уровень рентабельности (/>0,08…0,15).
Для варианта №1:
/>.
/>.
Для варианта №2:
/>.
/>.
Для варианта №3:
/>.
/>.
Себестоимостьвыпуска годового объема продукции /> можноприближенно определять по формуле:
/>,(3.12)
где />расходы на материалы наединицу продукции, руб./шт.;
/>годовой объем выпускапродукции;
/>потребное число машин;
/>номинальный годовой фондвремени работы машины, ч:
/> мощностьэлектрооборудования машины, кВт;
/>численность персонала,управляющего машиной;
/>площадь, занимаемаямашиной;
/>стоимость машины, руб.
Для варианта №1:
/>
/>
Для варианта №2:
/>
/>
Для варианта №3:
/>
/>
Затраты наматериалы при выполнении операций, намеченных к автоматизации можно определитьприближенно по соотношениям, приведенным в таблице 3.4.
Таблица 3.4. Затратына материалы
Наименование
операции Удельный расход/ Удельная стоимость материала
Моющая
жидкость:
м3/шт.;
руб./м3
Сжатый
воздух:
м3/шт.;
руб./м3
Флюс:
кг/м шва;
руб./кг
Сварочная
проволока:
кг/шт.;
руб./кг
Краска:
кг/шт.;
руб./кг Обмывка
/>
/> - - -
Вывод: исходяиз приведенных таблиц: по мощности, цене, производительности, времени и т.д. вариант№3 является самым оптимальным., поэтому для дальнейших расчетов я будуиспользовать оптимальный вариант.
4. Расчетгеометрических характеристик несущих элементов машины
При работемашины для обмывки осей для ее передачи используются рельсовый путь.
Определимреакции, которые возникают в местах установки подшипников RA и RF:
/>/>Н. (4.1)
/>Н. (4.2)
/>;(4.3)
/>;
/>.
Проверкавыполняется, значит реакции определены верно.
5. Выбор(обоснование) принципа, САУ и средств управления
5.1 Функциональнаяблок-схема САУ
Под системойавтоматического управления (САУ) понимают совокупность связанных друг с другомобъекта управления (ОУ) и управляющего устройства (УУ), действующих как одноцелое без непосредственного участия человека и обуславливающих еефункционирование.
Подфункционированием системы понимают последовательную смену состояний системы вовремени с целью восполнения ее назначения.
Объектыуправления – это технологические машины, транспортные средства, цеха,производственные участки, депо, заводы и энергетические системы, осуществляющиеопределенный технологический процесс.
Действительныепроцессы, протекающие в системах, отличаются от заданных, поэтому в большинствесистем алгоритм управления не соответствует алгоритму функционирования.
Алгоритмуправления показывает как должно изменяться управление, чтобы обеспечитьзаданный алгоритм функционирования. Алгоритмы функционирования в автоматическихсистемах реализуются с помощью управляющих устройств.
Автоматическимуправляющим устройством называют устройство, целенаправленно воздействующее науправляемый объект в соответствии с алгоритмом управления. В основе построенияСАУ лежат общие принципы управления, определяющие характер измененияуправляющего воздействия на объект в зависимости от задания и фактическогосостояния системы.
В данномкурсовом проекте описываем разомкнутую САУ, функциональная блок-схема которойпредставлена на рис. 5.1.
/>
Рис. 5.1– Функциональная блок-схема разомкнутой САУ
В приведеннойблок-схеме разомкнутой САУ применены следующие обозначения:
ЗАФ –задатчик алгоритма функционирования;
x(t) – входной сигнал;
УУ –управляющее устройство;
u(t) – управляющаявоздействия;
ИУ –исполнительное устройство;
ОУ – объектуправления;
y(t) – управляемая величинаили выходной сигнал.
В качествеобъекта управления выступают оси, которые посредством наклонного рельсовогопути, подаются на обмывку под силовую моечную головку.
Исполнительнымустройством являются силовая моющая головка, которая обмывает детали.
Управляющимустройством является пневмопривод с гидроцилиндром двустороннего действия ираспределителем с электромагнитным управлением и пружинным возвратом.
Задатчикомалгоритма функционирования являются конечные выключатели.
5.2 Алгоритмуправления машиной
Алгоритмомуправления называется совокупность предписаний, определяющая характервоздействий на управляющий орган с целью выполнения заданного алгоритмафункционирования.
Алгоритмуправления составляется в соответствии с последовательностью действий машины изаданной системой автоматического управления.
Таблица 5.1. Базовыйалгоритм управления машинойНаименование операций Операции управления Управляющие элементы Подать оси на элеватор
Вкл. YA1
Выкл. YA1 YA1 Оси в зону обмывки подать
Вкл. М1 (КМ1)
Выкл. М1 (КМ1)
КМ1
SQ1 Двери опустить Выкл. М3 (КМ2)
КМ2
SQ2 Оси обмыть
Вкл. М2 (КМ3)
Выкл. М2 (КМ3) КМ3 Двери поднять Вкл. М3 (КМ4)
КМ4
SQ3 Оси из зоны обмывки убрать
Вкл. М1 (КМ1)
Выкл. М1 (КМ1)
КМ1
SQ4
6. Разработкасистемы автоматизации
6.1 Разработкапринципиальной схемы САУ
Приразработке систем автоматизации несложных объектов составляют принципиальные имонтажные электрические схемы. Принципиальная схема определяет полный составэлементов автоматики, связь между ними и дает детальное представление опринципе работы объекта автоматизации.
6.2 Расчетнадежности схем
Надежностьэлектрических схем систем автоматического управления определяют такимипоказателями безотказности, как вероятность безотказной работы в течениезаданного отрезка времени; интенсивность отказов; средняя наработка до первогоотказа.
Элементы схемсчитаются невосстанавливаемыми, а сама схема – восстанавливаемой. Такжеполагают, интенсивность отказов постоянной. Для таких допущений вероятностьбезотказной работы любого элемента автоматики определяют в соответствии споказательным законом:
/>.(6.1)
Поскольку,исходя из методов построения схем, в электрических цепях элементы соединеныпоследовательно (основное соединение), то вероятность безотказной работы любойцепи схемы можно определить:
/>.(6.2)
где />вероятность безотказнойработы />го элемента электрическойсхемы;
/>общее количествоэлементов в цепи.
В любой схемесистемы автоматического управления каждая последующая цепь зависима отпредыдущей. Поэтому принимают, что цепи в электрических схемах соединеныпоследовательно. Тогда вероятность безотказной работы всей схемы системыуправления определяют:
/>.(6.3)
Расчетнадежности электрических схем САУ осуществляют укрупненным и уточненнымметодами. При укрупненном расчете вероятность безотказной работы принимаетсядля всего электрического аппарата и полагается, что все они соединеныпоследовательно. Расчет надежности укрупненным методом осуществляется в форметаблицы 6.1. Применительно к базовой электрической схеме (см. рис. 6.1)результаты расчета надежности укрупненным методом приведены в таблице 6.1.
Таблица 6.1. Результатырасчета надежностиНаименование элемента электросхемы Количество элементов
Интенсивность отказа элемента, />, 1/ч
/>ּ10–6 Кнопки 2 0.06 0.12 Реле электромагнитные 4 0.3 0.3 Командоаппарат (КЭП) 1 0.12 0.96 Магнитные пускатели 4 10 40 Электромагниты распределителей 1 0.9 0.9 Конечные выключатели 1 0.1 0.4
/> 42.68ּ10–6
/>. (6.4)
6.3 Выбораппаратов управления
В качествеосновных аппаратов управления применяют контакторы, магнитные пускатели, релевремени, командоаппараты, реостаты, тахогенераторы и другие устройства.
Контакторпредставляет собой электромагнитный аппарат с дистанционным управлением,предназначенный для частых коммутаций силовых цепей.
Реле представляютсобой слаботочные аппараты, предназначенные для использования в схемах САУ, атакже коммутации электрических цепей. Отличительной особенностью реле являетсяскачкообразное изменение его состояния при достижении входным воздействием нанего определенного уровня. По своему исполнению реле делятся наэлектромагнитные (контактные), полупроводниковые (бесконтактные) и герметичные.
Электромагнитныереле по принципу своего действия не отличаются от контактора и работаютследующим образом. При подаче входного электрического сигнала на катушку, когдаток (напряжение) в цепи катушки превысит некоторое значение, называемое током(напряжением) срабатывания реле, создаваемая им электромагнитная сила станетбольше противодействующей силы возвратной пружины, якорь реле притянется ксердечнику и траверса, поднявшись, обеспечит замыкание и (или) размыканиеконтактов.
Промежуточныеэлектромагнитные реле применяются в основном для коммутации электрических цепейи размножения контактов других электрических аппаратов (контакторов, магнитныхпускателей, электромагнитов).
Таблица 6.2. Техническаяхарактеристика электромагнитного релеТип
Число
контактов Номинальное напряжение постоянного тока, В Номинальное напряжение переменного тока, В Длительный ток контактов, А ПЭ-23 3 р+3з 12…110 12…240 4
Магнитныйпускатель. Представляет собой специализированный аппарат, предназначенныйглавным образом для пуска, остановки и реверса электрических двигателей. Кромеуправления магнитные пускатели обеспечивают с помощью тепловых реле защитудвигателей от токовых перегрузок. Магнитные пускатели различаются по назначению(нереверсивные и реверсивные), наличию или отсутствию тепловых реле и кнопокуправления, степени защиты от воздействия окружающей среды, уровнямкоммутируемых токов, рабочему напряжению главной цепи.
Таблица 6.3. Техническиехарактеристики магнитного пускателяТИП Номинальный ток при напряжении 380/550 В Наличие теплового реле ПМЕ-001 3/1.5 Нет
Командоаппаратыконструктивно представляют собой многосекционные кулачковые аппараты для разно-и одновременной коммутации нескольких цепей.
Таблица 6.4. Техническаяхарактеристика командоаппаратаТип
Напряже-
ние, В Ток, А Особенности устройства и назначения Выдержка времени КЭП-12у 110 до 10-ти Универсальный электропневматический аппарат. Имеет 12 замыкающихся и размыкающихся автономно работающих контактов с индивидуальной настройкой
От 30 сек
до 18 ч
6.4 Описаниеавтоматизированного процесса
При нажатиина кнопку Sпосуществляется пуск САУ. Контакт 1К1 обеспечивает самопитание промежуточногореле К1. Контакт 2К1 включает в работу все цепи управления. Если тумблер S включен, то питаниепоступает на двигатель командоаппарата МКЭП. Вал командоаппарата начинаетвращаться и последовательно замыкать и размыкать свои контакты 2КЭП – 8КЭП.
Автоматическизамыкается контакт 2КЭП. Срабатывает электромагнит YA1. Жидкость поступает вгидроцилиндр. Этот гидроцилиндр перемещает площадку питателя-отсекателя, темсамым подавая ролики в магазин, расположенный на ленточном конвейере. Контакт2КЭП размыкается, при этом отключается электромагнит YA1. Площадка перемещаетсяв исходное положение, и на нее скатываются ролики, расположенные в накопителе.
При замыканииконтакта 3КЭП срабатывает магнитный пускатель КМ1, включая электродвигатель М1.Происходит перемещение ленточного конвейера и магазин с роликами в зонуобмывки.
При замыканииконтакта 4КЭП срабатывает магнитный пускатель КМ1 электродвигателя М1. В концеперемещения ленточного конвейера контакты конечного выключателя SQ1 в цепи КМ 1размыкаются. Выключается двигатель М1, одновременно контакт 4КЭП размыкается.Магазин с роликами находится в зоне обмывки.
Двери моечноймашины опускаются при замыкании контакта 5КЭП, срабатывает магнитный пускательКМ2 электродвигателя М3 опускания дверей. В конце перемещения дверей контактыконечного выключателя SQ2 в цепи КМ2 размыкаются. Выключается двигательМ3, одновременно контакт 5КЭП размыкается.
Начинаетсяпроцесс обмывки после замыкания контакта 6КЭП. Срабатывает магнитный пускательКМ3, включая электродвигатель насоса М2. После окончания обмывки контакт 6КЭП размыкаетсяи электродвигатель М2 отключается.
Двери моечноймашины поднимаются при замыкании контакта 7КЭП, срабатывает магнитный КМ4электродвигателя М3 подъема дверей. В конце перемещения дверей контактыконечного выключателя SQ3 в цепи КМ4 размыкаются. Двигатель М3отключается, и одновременно контакт 7КЭП размыкается.
Автоматическизамыкается контакт 8КЭП. Срабатывает магнитный пускатель КМ1, включаяэлектродвигатель М1. Происходит перемещение ленточного конвейера и магазина сроликами из зоны обмывки.
При замыканииконтакта 4КЭП срабатывает магнитный пускатель КМ1 электродвигателя М1. В концеперемещения ленточного конвейера контакты конечного выключателя SQ4 в цепи КМ 1размыкаются. Выключается двигатель М1, одновременно контакт 4КЭП размыкается.Магазин с роликами ожидает дальнейшей транспортировки.
Валкомандоаппарата сделал оборот. Вновь замыкается автоматически контакт 2КЭП ипроцесс повторяется.
Заключение
электропривод управлениемашина звено
В ходе даннойкурсовой работы были решены задачи по автоматизации обмывки колёсных пар. Дляэтого проводился анализ данной операции, разработка вариантов механизмов машин.Далее на основе расчетов параметров выбранных механизмов, уровня автоматизации(Kма=72%), среднейзвенности механизмов (Z=4.5) был выбран наиболее лучший вариант конструктивной схемымашины с применением гидропрвода, после чего был представлен его расчет.Последующие расчеты показали, что цикловая производительность выбранной машиныравна 17 шт./час, а фактическая – 16 шт./час. Также был представлен расчетэкономической эффективности. Затем был проведен расчет геометрическиххарактеристик несущих элементов машины – расчет нагружения рельсов, расчетрельсов на прочность по результатам, которых сделали вывод: прочность рельсовобеспечена. Одним из наиболее важных этапов был выбор принципа САУ и средствуправления: была выбрана централизованная система автоматического управления.Заключительным пунктом данной курсовой работы стало описаниеавтоматизированного процесса на основе разработанной схемы САУ.
Списокиспользуемой литературы
1. Асинхронные двигателисерии 4А [Текст]: справочник / А.Э. Кравчик [и др.]. – М.: Энергоиздат,1982. – 504 с.
2. Болотин, М.М. Автоматизацияпроизводственных процессов при изготовлении и ремонте вагонов [Текст]: учебникдля вузов ж.-д. транспорта / М.М. Болотин, Л.Л. Осиновский. – М.:Транспорт, 1989
3. Болотин М.М., Новиков В.Е. Системыавтоматизации и производства и ремонта вагонов: Учебник для вузов ж. – д.транспорта 2-е издание, переработан и дополнен – М.: Маршрут, 2004. – 310 с.
4. Муха, Т.И. Приводымашин [Текст]: справочник / Т.И. Муха, Б.В. Януш, А.П. Цупиков;под ред. В.В. Длоугого. – Л.: Машиностроение, 1975. – 344 с.
5. Технология производства иремонта вагонов [Текст]: учебник для вузов ж.-д. транспорта / К.В. Мотовилов,В.С. Лукашик, В.Ф. Криворудченко, А.А. Петров; под ред. К.В. Мотовилова.– М.: Маршрут, 2003. – 382 с.
6. Системы автоматическогопроизводства и ремонта вагонов: учеб.-метод. пособие по выполнению курсовойработы для студентов 4 курса очной и 5 курса заочной форм обученияспециальности 190302.65 «Вагоны» / Т.В. Иванова, Е.А. Рожкова. –Чита: ЗабИЖТ, 2010. – 68 с.
7. Технология производства иремонта вагонов [Текст]: учебник для вузов ж.-д. транспорта / К.В. Мотовилов,В.С. Лукашук, В.Ф. Криворудченко, А.А. Петров; под ред. К.В. Мотовилова.– М.: Маршрут, 2003. – 382 с.