Разработать систему управления автоматической линией гальванирования на базе японского программируемого контроллера TOYOPUC-L

поверхности между ними оставляют зазор а :

a = [pic] = 8,63 мм

Расстояние между дном корпуса и поверхностью колёс или червяка для

всех типов редукторов :

b0 [pic]4 [pic] a

где

а – зазор , между поверхностями вращающихся колёс , мм .

b0 [pic] 8,63 [pic] 4 = 35 мм

Диаметры валов :

для быстроходного вала :

d = 5 [pic]

( 2 , ст. 35 )

где

Твых – моменты на приводном валу , Н[pic]м .

d = 5 [pic] =72 мм

dn = d + 2 [pic] t

где

t – выбирают по таблице 3.1 ( 2 , ст. 37 )

t = 3,5 мм

dn = 72 + 2 [pic] 3,5 = 79 мм

dбn = dn + 3,2 [pic] r

( 2 , ст.35 )

где

r – выбирается по таблице 3,1 ( 2 , ст. 37 )

r = 3,5 мм

dбn = dn + 3,2 [pic] r

dбn = 79 + 3,2 [pic] 3,5 = 80,2 мм

Для тихоходного вала :

d = 4,8 [pic]

где

Т2 – момент на тихоходном валу , Н [pic] м .

d = 4,8 [pic] = 32 мм

dn = d + 2 [pic] t

где

t = 2,5

dn = 32 + 2 [pic] 2,5 = 37 мм

dбn = dn + 3,2 [pic] r

где

r = 2,5

dбn = 37 + 3,2 [pic] 2,5 = 45 мм

dk [pic] dбn

Находим длину ступицы :

[pic] = 1,2 [pic] dk

( 2 , ст. 36 )

[pic] = 1,2 [pic] 45 = 54 мм

Острые кромки на торцах венца притупляются фасками

f = 0,5 [pic] m

( 2 , ст. 52 )

где

m – модуль передачи .

f = 0,5 [pic] 3,15 = 1,6 мм

Диаметр ступицы :

d ст = 1,7 [pic] dk

dст = 1,7 [pic] 45 = 76,5 мм

3.1.10 Расчёт ременной передачи

Мощность , передаваемая передачей :

N = N0 [pic] k1 [pic] k2 [pic] z

( 5 , ст. 283 )

где

N0 – мощность передаваемая одним ремнём

( при угле обхвата [pic] = 180 ) , Вт ;

k1 – коэффициент , зависящий от угла обхвата ;

k2 – коэффициент , учитывающий характер работы и режим

нагрузки ;

z – число ремней .

Принимаем :

N0 – по таблице 66 ( 5 , ст. 284 )

N0 = 0,37 кВт

k1 – по таблице 67 ( 5 , ст. 285 )

k1 = 1

k2 – по таблице 68 ( 5 , ст. 286 )

k2 = 1

отсюда

z принимаем равным 3 .

N = 0,37 [pic] 1 [pic] 1 [pic] 3 = 0,88 кВт

Межосевое расстояние при двух шкивах :

[pic] = k [pic] Dб

где

Dб – расчётный диаметр большого шкива , мм .

Dб = 315 мм

k – по таблице 70 ( 5 , ст. 287 )

k = 1

[pic] = 1 [pic] 315 = 315 мм

Наименьшее допустимое межосевое расстояние :

[pic]min = 0,55 [pic] ( Dб + Dм ) + h

где

Dб – расчётный диаметр большого шкива , мм ;

Dм – расчётный диаметр меньшего шкива , мм .

Dм = 90 мм ,

h – высота ремня , по таблице 58 ( 5 , ст. 278 )

h = 8 мм

[pic]min = 0,55 [pic] ( 315 + 90 ) + 8 =

230,75 мм

Наибольшее межосевое расстояние :

[pic]max = 2 [pic] ( Dб + Dм )

( 5 , ст. 283 )

где

Dб – расчётный диаметр большого шкива , мм ;

Dм – расчётный диаметр меньшего шкива , мм .

[pic]max = 2 [pic] ( 315 + 90 ) = 810 мм

По выбранному ориентировочному межосевому расстоянию определяем

расчётную длину ремня :

L = 2 [pic] [pic] + W + [pic]

( 5 , ст.283 )

где

[pic] - межосевое расстояние при двух шкивах .

W = [pic]

( 5 , ст. 283 )

где

Dб – расчётный диаметр большого шкива , мм ;

Dм – расчётный диаметр меньшего шкива , мм .

У = [pic]

( 5 , ст. 283 )

где

Dб – расчётный диаметр большого шкива , мм ;

Dм – расчётный диаметр меньшего шкива , мм .

W = [pic] = 635,85 мм

У = [pic] = 12656,25 мм

Отсюда

L = 2 [pic] 315 + 635,85 + [pic] = 1306 мм

Вычисленную расчётную длину округляем до ближайшего значения по

таблице 59 ( 5 , ст. 279 )

После чего определяем окончательное межосевое расстояние :

[pic] ( 5 , ст. 283 )

[pic] – принимаем равным 1250 мм .

[pic] = 326,5 мм

Для компенсации возможных отклонений длины ремня от номинала , вытяжки

его в процессе эксплуатации , а так же для свободного надевания новых

ремней при конструировании передачи должна быть предусмотрена регулировка

межцентрового расстояния шкивов в сторону уменьшения на 2 % от длины

ремня L и в сторону увеличения на 5,5 % от длины ремня L .

3.2 ВЫБОР Электродвигателя

По таблице 1.1 ( 2 , ст. 5) принимаем : К.П.Д. червячной передачи

[pic]1=0,8 ; коэффициент , учитывающий потери пары подшипников качения

[pic]2=0,99 ; К.П.Д. ременной передачи [pic]3=0,95; К.П.Д. соединительной

муфты [pic]4=0,98.

Общий К.П.Д. привода :

[pic]общ = [pic]1 [pic] [pic]22 [pic] [pic]3

[pic] [pic]44

[pic]общ =0,8 [pic] 0,992 [pic] 0,95 [pic] 0,984 = 0,69

ПОТРЕБЛЯЕМАЯ МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ[pic]

Рэ пот. = [pic]

( 2 , ст. 4 )

где

Рвых – потребляемая мощность на выходе , Вт .

Рвых = Ft [pic] V

( 2 , ст. 4 )

где

Ft – окружная сила на барабане привода , ( 6 ,

ст. 2 )

V – скорость движения ;

( 6 , ст. 2 )

Рвых = 9800 [pic] 0,34 = 3332 Вт

Рэ пот = [pic]

Рэ пот = [pic] = 4,8 кВт

Подбираем двигатель по мощности :

АОЛ2-42-6/4/2 ( Р = 5,5 кВт , n = 1440 об/мин ) и

АОЛ2-31-6/4/2 ( Р = 5,5 кВт , n = 955 об/мин ) .

Двигатели с большой частотой вращения не рекомендуются из-за

относительно большой массы . Из двух двигателей названных марок

предпочтение следует отдать второму , т. к. габариты привода и

передаточного отношения будут меньше .

Определяем общее передаточное число привода :

Uобщ =[pic]

( 2 , ст.7 )

где

nэ – частота вращения электро двигателя , [pic] ;

nвых – частота вращения приводного вала ( на выходе ) , [pic].

Uобщ = [pic] = 88,4

nвых = [pic]

( 2 , ст. 6)

где

Dб – диаметр барабана , мм ;

V – сокрость движения ленты , [pic] .

nвых = [pic] = 10,8 [pic]

Принимаем передаточное число ременной передачи :

Uр = 2,5

Тогда передаточное число червячного редуктора :

Uред = [pic]

где

Uобщ – передаточное число ременной передачи .

Uред = [pic] =35,4

по стандартному ряду принимаем

Uред = 40

( 7 , ст. 18 )

Определяем моменты на валах :

приводном валу

Твых = Ft [pic] D / 2

где

Ft – тяговая сила на барабане , Н .

Твых = 9800 [pic] 0,6 / 2 = 2940 Н[pic]м

тихоходном валу :

Т2 = [pic]

( 2 , ст. 9 )

где

[pic] - КПД ременной передачи ;

Uр – передаточное число ременной передачи .

Т2 = [pic] = 296,9 Н[pic]м

4. Электроавтоматика

4.1 Работа системы управления автоматической линии гальванирования (

СУАЛГ )

Автоматическая линия гальванирования предназначена для покрытия никель –

хром на различные виды слесарно – монтажного инструмента по заданной

программе , обеспечивая непрерывный цикл обработки деталей в соответствии с

требованиями к обработке . Цикл обработки включает в себя процесс :

обежиривания , горячей и холодной промывки , активации , покрытие никелем

и хромом .

Линия представляет собой прямолинейный ряд ванн состоящий из 12 ,

установленных на металло-конструкции в определённом порядке по

технологическому процессу. Крепление путей , для перемещения автооператора

портального типа кронштейнами , монтируемым непосредственно к корпусам

ванн .

Данный автооператор производит подъем , опускание , перемещение из ванны

в ванну кассету , с подвешенной на неё корзиной , в которой находятся

обрабатываемые детали .

Остановка автооператора на технологических позициях обеспечивается

герконовыми реле установленными на рельсовом пути .

Для обеспечения автоматического режима работы линии предполагается

использовать японский программируемый контроллер « TOYOPUC – L » .

4.2. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ СУ НА БАЗЕ КОНТРОЛЛЕРА « TOYOPUC – L

»

Система управления автооперированного участка представляет собой комплект

блоков управления японского программируемого контроллера « TOYOPUC – L » .

В дипломе приведена принципиальная схема СУ АГЛ на программируемом

контроллере « TOYOPUC – L » .

В неё входят : сам контроллер с блоками управления и электроаппратура

автоматической линии гальванирования и автооператора , которая помогает

управлять ими контроллеру ( ПК ) .

На автоматической линии гальванирования и автооператоре размещены датчики

положения нахождения их рабочих органов ( РО ) , электромагниты

пневмораспределителей , при помощи которых осуществляется перемещение

отдельног рабочего органа из позиции в позицию по программе работы

автооператора или автоматической линии гальванирования .

При работе программируемого контроллера принимаем входные сигналы ,

поступающие с датчиков положения и сравнивая эту информацию с программой

работы автооператора и выдаёт управляющий сигнал на электромагниты рабочего

органа автооператора .

Постоянно сканируя входные сигналы с датчиков системы управления знает

где находится тот или иной рабочий орган в данный момент и удовлетворяет ли

это положение рабочего органа программе управления автоматической линии

гальванирования . При нахождении неисправности система управления выдаёт

сигнал ошибки .

Для перемещения автооператора на некоторое расстояние разработан

привод с асинхронным двигателем ( АД ) . Работой асинхронного двигателя

управляет система управления тиристорного преобразователя частоты ( ТПЧ ) ,

в которую входит управляющая ОМ ЭВМ . Управляемые сигналы для перемещения

автооператора поступают в систему управления тиристорного преобразователя

частоты из контроллера от блока управления приводом . Входные и выходные

блоки контроллера представляют собой платы управления с максимальным

напряжением на входе и выходе в 24 В .

4.2.1 РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОАВТОМАТИКИ ПРИВОДА

ТРЕБОВАНИЯ , ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЮ ЧАСТОТЫ , ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЕ

ДЛЯ ПИТАНИЯ ЭП ПЕРЕМЕННОГО ТОКА .

К преобразователю частоты предъявляются следующие основные требования

:

- простота обслуживания ;

- возможность независимого регулирования напряжения в

широких пределах ;

- минимальное внутреннее сопротивление для сохранения

естественных регулировочных характеристик электрической машины ;

- исключение возможности возбуждения двигателя за

счёт конденсаторов инвертора ;

- обеспечение удовлетворительного гармонического состава выходного

напряжения ;

- обеспечение возможности перевода двигателя в генераторный режим или

обеспечение возможности динамического торможения ;

- малая инерционность по каналам регулирования ;

- обеспечение согласованного регулирования напряжения и частоты по

принятому закону в системе преобразователь –двигатель ;

- универсальность , т. е. схема и параметры преобразователя должны

предусматривать работу с любым из выпускаемых серийно двигателем

заданной мощности независимо от схемы соединения его обмоток ,

количество выводов статорной обмотки и других технических

характеристик двигателя .

ВЫБОР ТИПА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ .

Исходя из обзора статических ПЧ и большого их выбора, наиболее

преемственным для частоты регулирования привода переменного тока является

ПЧ с промежуточным звеном постоянного тока и непосредственные ПЧ.

Проведем сравнительную характеристику данных типов ПЧ .

| СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. |ПЧ С ПРОМЕЖУТОЧН. |НЕПОСРЕДСТВЕННЫЕ |

| |ЗВЕНОМ ПТ. |ПЧ. |

|КПД |- |+ |

|Диапазон регулирования напряжения.|+ |- |

| | | |

|Коэффициент мощности. |+ |- |

|Гармонический состав | | |

|выходное напряжение. |+ |- |

|Габариты и масса. |- |+ |

|Универсальность. |+ |- |

Таким образом, ПЧ с непосредственной связью имеет два основных

достоинства : более высокий КПД и меньшие габариты и массу. Однако

улучшение гормонального состава выходного напряжения и повышения

коэффициента мощности требует дополнительной установки фильтров и

компенсирующих устройств, что значительно увеличивает массу и габариты. Так

же непосредственный ПЧ позволяет регулировать частоту выходного напряжения

только вниз от номинальной частоты питающего напряжения.

В ПЧ с промежуточным звеном ПТ функцию регулирования частоты

выходного напряжения осуществляет инвертор, а напряжение – выпрямитель.

Системы управления инвертора ( СУИ ) и выпрямителя ( СУВ ) позволяет

регулировать выходную частоту и напряжение в широких пределах, что является

главным достоинством данного типа преобразователя.

Таким образом, с промежуточным звеном постоянного тока имеет более

лучшие технико – экономические показатели по сравнению с другими типами

статических ПЧ.

Выбор основных элементов преобразователя

Основными элементами ПЧ с промежуточным звеном постоянного тока

(рисунок 1.1) является выпрямитель и инвертор, выбор которых и определяет

силовую схему преобразователя .

Рисунок 1.1. Структурная схема преобразователя частоты с промежуточным

звеном постоянного тока.

Наиболее высокие технико – экономические показатели имеет трехфазная

мостовая схема выпрямителя ( В ). Так как выпрямитель должен обеспечивать

регулирование величины напряжения, необходимо в мостовой схеме

устанавливать управляемые тиристоры, либо после неуправляемого выпрямителя

ставить широтно – импульсный регулятор ( ШИР ). Второй вариант более

целесообразен, т. к. в этом случае повышается КПД и коэффициент мощности

выпрямителя, уменьшаются его габариты и стоимость. Для сглаживания

пульсаций выпрямленных токов и напряжений необходима установка фильтра ( Ф

). Схема выпрямителя с широтно – импульсным регулятором и Г – образным LG –

фильтром представлена на рисунке 1.3.

Важнейшей составной частью тиристорного преобразователя частоты с

промежуточным звеном ПТ является инвертор. Автономные инверторы ( АИ ) –

это устройства, преобразующие постоянный ток ( ПТ ) в переменный с

постоянной или регулируемой частотой, работающие на автономную нагрузку.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8