Описание механической части и технологии работы неавтоматизированного устройства. Описание принципиальной электрической схемы автоматического управления. Расчет силовых приводов. Выбор системы управления, структурной схемы автоматического управления.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Содержание

Введение

1. Краткое описание механической части и технологии работы неавтоматизированного устройства

2. Расчет силовых приводов

3. Выбор системы управления и составление структурной схемы автоматического управления

4. Составление и описание принципиальной электрической схемы автоматического управления

5. Подбор типовых элементов

6. Охрана труда

Заключение

Список литературы

Введение

Автоматизация технологических процессов в вагоноремонтном производстве приводит к резкому повышению производительности труда за счет увеличения скоростей выполнения технологических операций, высвобождения рабочих, улучшения условий труда и качества выпускаемой продукции. Обязательной является автоматизация производства, аредного для здоровья человека.

В данном курсовом проекте разрабатывается автоматизация технологического процесса подачи неисправных роликовых подшипников со стола контролера в ремонтное отделение. Для этого первоначально решаются вопросы полной автоматизации этого технологического процесса - его всех операций и производится расчет узла электропривода транспортера, а также пневмоцилиндра толкателя. Затем выбирается система управления, и составляются структурная и принципиальная схемы автоматизации. Выполняется подбор типовых элементов и приборов автоматики. Далее описываются требования к технике безопасности при эксплуатации разработанного узла.

1. Краткое описание механической части и технологии работы неавтоматизированного устройства

В реально существующем процессе ремонта колесных пар с роликовыми подшипниками качения применяются некоторые средства автоматизации или механизации технологических процессов производства.

Так, для подачи подшипников со стола контролера в отделение по ремонту роликовых подшипников используется ленточный транспортер, окончание которого находится в монтажном отделении. Элементами, составляющими данный транспортер являются:

- электродвигатель 4А112М4У3 (N=5,5 Вт, n=720 об/мин);

- редуктор червячный с передаточным числом n=12;

- упругая муфта;

- два концевых ролика диаметром 10 см,

- промежуточные ролики, d=5 см;

- транспортерная лента L=42 м.

Этот транспортер условно можно поделить на 3 зоны: а) зона отправки подшипников, б) зона приема в ремонтное отделение, в) зона приема в монтажное отделение.

Перед отправкой в ремонт или монтаж подшипники проверяются на столе у контролера после обмывки и очистки на наличие дефектов.

Подшипники, требующие ремонта контролер помечает мелом и кладет на транспортер (зона «а»). Наблюдатель в отделении по ремонту просматривает все подшипники, проходящие на транспортере и забирает те, которые помечены (зона «б»). В отдельных случаях из за невнимательности наблюдателя некоторые помеченные подшипники уходят в монтажное отделение (зона «в»). Там обнаруживается, что подшипник требует ремонта и вручную транспортируется в ремонт. Кроме того непрерывно работающий транспортер вызывает излишние затраты электроэнергии на работу электродвигателя.

В рассматриваемом технологическом процессе привод ленточного транспортера электрический (по условию задания). Для гарантированного съема подшипников, требующих ремонта в зоне «б» применим пневматический толкатель, сбрасывающий нужные подшипники с транспортера в накопительный лоток.

Разработку механической части ведем исходя из конструктивных соображений и руководствуясь рекомендуемой литературой. Исходя из альбомных размеров роликовых подшипников и расстояния между столом контролера и комплектовочным отделением равным 20 метров определяем габариты разрабатываемого устройства. Исходя из расстояния между отделением монтажа букс и столом контролера длина транспортера будет равна 20 метрам. Ширину транспортерной ленты определяем исходя из диаметра подшипников, равного 280 мм.

Вычерчиваем схематически механическую часть транспортера. Схема представлена на рисунке 1.

2. Расчет силовых приводов

Расчет электрического привода транспортера

Ориентируясь на конструкцию конвейера и заданную скорость движения транспортера, осуществляем кинематический и силовой расчет привода.

Производим расчет параметров привода (рис.2), который состоит из электродвигателя, червячного редуктора и двух соединительных муфт.

Кинематический и силовой расчет привода

Коэффициент полезного действия привода

з= з₁^2 · з₂^3· з_3,

где: з₁ - КПД муфты;

з₂ - КПД пары подшипников;

з₃ - КПД зубчатой передачи.

По таблице 4.1 [1] принимаем учитывая вероятность деформации рамы, з₁ = 0,98; для подшипников качения з₂ = 0,99; для закрытой червячной передачи з₃ = 0,97.

Тогда:

з = 0,98^2*0,99^3*0,97 = 0,9

Выбор электродвигателя

Ориентировочное значение мощности двигателя

где: = мощность на валу барабана. Исходя из аналогичных устройств принимаем = 5,5 кВт.

Тогда:

Предварительно выбираем значение передаточного числа зубчатой передачи (оно соответствует передаточному числу привода) по таблице 4.2 [1]

u_зп = 24

Частота вращения вала барабана

Принимаем диаметр барабана d=0,1 м. тогда исходя из заданной скорости движения транспортера V= 0,3 м/с найдем частоту вращения барабана как:

n = V*60/рd = 0.3*60/(3.14*0.1) = 57.3 мин ^-1

Ориентировочное значение частоты вращения вала электродвигателя

n_дв = n_з* u = 57,3*24 = 1375,2 мин ^-1

По значениям ориентировочной мощности и частоты вращения выбираем трехфазный асинхронный электродвигатель переменного тока серии 4А. технические параметры заносим в таблицу 1.

Таблица 1 - технические параметры электродвигателя

Тип двигателя	Мощность кВт	Частота вращения, Об/мин	Номинальная угловая скорость 1/с	Диаметр выходного конца вала, мм
		синхронная	асинхронная
4А132М4У3	11,0	1500	1460	152,8	38

Таблица 2 - Основные размеры двигателя

Тип двигателя	Число полюсов	Габаритные размеры	Установочные размеры
		l30	h31	d30	l10	l31	h	b10
4А132М4У3	6	530	350	302	178	89	132	216

2.2 Расчет пневматического цилиндра толкателя

Ориентируясь на конструкцию конвейера, определяем максимальный выход поршня пневмоцилиндра толкателя подшипников. Принимаем конструктивно ход поршня пневмоцилиндра S₁=300 мм. Составляем расчетную конструктивную схему пневмотолкателя букс



Производим расчет параметров пневмопривода толкателя состоящего из пневмоцилиндра одностороннего действия с возвратной пружиной. Для цилиндра одностороннего действия условие равновесия поршня в цилиндре выражается уравнением

Рн?Рс

Где: Рн - номинальное тяговое усилие поршня, Н;

Рс - суммарные силы сопротивления перемещения поршня в прямом...