Расчет систем автоматического регулирования и бункерных загрузочных устройств

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Основным средством технического прогресса, без которого невозможны высокие темпы дальнейшего роста производительности труда, является комплексная механизация и автоматизация. Автоматизация производственных процессов - генеральное направление развития народного хозяйства, одно из главных условий построения материально-технической базы современного общества.

Решение задач автоматизации технологического оборудования в условиях серийного и мелкосерийного производств требует принципиально новых технологических решений и, в первую очередь, широкого использования унифицированных технологических процессов и таких систем автоматического управления технологическим оборудованием, которые смогут обеспечить быстроту перестройки оборудования при одновременной автоматизации рабочего цикла. Создаваемые системы автоматического управления должны также обеспечить возможность автоматизации существующего парка технологического оборудования путем его модернизации. Этим требованиям в значительной мере отвечает применение технологического оборудования с цикловым и особенно цифровым программным управлением. Оборудование с цифровым программным управлением позволит автоматизировать обработку деталей различных форм и высокой точности в условиях частых переналадок.

Ведущую роль в построении автоматизированных технологических процессов получат методы максимальной концентрации (совмещения) операций обработки и сборки в одной рабочей машине. Чтобы облегчить создание оборудования, построенного по принципу концентрации операций, необходимо широко использовать агрегатные станки как в крупносерийном, так и в серийном производствах деталей приборов. Находят применение в серийном и мелкосерийном производстве многооперационные и много-инструментальные станки с автоматической сменой инструмента. В ряде отраслей приборостроения найдут применение автоматические системы металлообрабатывающих, сборочных и контрольных машин, работающих с программным управлением от одного центра, оснащенного ЭВМ.

Одним из важнейших направлений автоматизации механической обработки, позволяющим повысить не только производительность оборудования, но и точность обработки, является внедрение адаптивных систем, предложенных и осуществленных на ряде универсальных металлорежущих станков лауреатом Ленинской премии, заслуженным деятелем науки и техники, д-ром технических наук проф. Б.С. Балакшиным.

Задача №1

Рассчитать электрогидравлическую систему слежения с дроссельным управлением, кинематическая схема которой представлена на рисунке 1, функциональная схема - на рисунке 2

Рисунок 1 - Кинематическая схема

Рисунок 2 - Функциональная схема

Обозначения на рисунке 1 и 2

U_вх - напряжение на входе в систему; У - перемещение гидравлического исполнительного механизма; ЕП(ЭУ) - электронный усилитель-преобразователь; ЕМКЕ(ЭМУЭ) - электронно-механический управляющий элемент; ГП(ГУ) - гидравлический усилитель; ГВМ(ГИМ) - гидравлический исполнительный механизм; ЗЗ(Из) - измеритель-преобразователь.

Исходные данные для расчета

Передаточные функции звеньев:

1. Электронного Усилия:

.

2. Электрического управляющего элемента:

.

3. Гидравлического исполнительного механизма:

.

4. Обратная связь

.

Решение

1. При расчете по методу Найквиста система рассматривается разомкнутой, а звенья соединенные последовательно. Тогда общая передаточная функция будет равна

;

.

2. Запишем передаточную функцию в частотной форме путем замены оператора Лапласа р на jю где j=v-1

3. Умножим числитель и знаменатель комплексной передаточной функции на сопряженное число

и приведём его к виду ,

где U - вещественная часть;

V - мнимая часть.

После умножения и математических преобразований получим

Амплитуда:

Фаза:

4. Вычислим параметры U, V, A, ц для различных значений частоты ю и результаты поместим в таблицу.

Таблица 1.- Результаты расчета

По результатам расчетов строим графики частотных характеристик: АФЧХ, АЧХ, ФЧХ, анализ которых показывает что система устойчива, амплитуда колебаний на выходе систем гасится с повышением частоты, а отставание по фазе изменяется от 90 є до 90 є.

Рисунок 1.1. - График ФЧХ

Рисунок 1.2.-График АЧХ

Рисунок 1.3.-График АФЧХ

Задача №2

Расчет параметров бункерного загрузочного устройства

1. Дадим классификацию заготовки на предмет выбора необходимого количества ступеней ориентаций.

Рисунок 2.1.- Эскиз детали

Заготовка представляет собой тело вращения, не имеющего плоскости симметрии, перпендикулярной к оси, т.е. она имеет одну ось симметрии - ось вращения. Заготовка относится к третьей группе. Заготовки этой группы необходимо ориентировать дважды: по оси вращения и относительно плоскости, перпендикулярной к оси вращения.

2. Выбор конструкции загрузочного устройства

Для заготовок, длина которых больше диаметра, применяют механизмы ориентации с крючками, расположенными на боковой или торцовой поверхности вращающегося диска. В таких устройствах захват, а вместе с ним и ориентация заготовок осуществляется крючками, расположенными на периферии вращающегося диска. Засыпанные в бункер заготовки, скатываясь по дну в корпус механизма, встречают на своем пути вращающийся диск с крючками. Заготовки, захваченные крючками, передаются в приемник, имеющий вид трубчатого лотка с разрезом сквозь который свободно проходит стержень крючка. В приемнике заготовки, соскользнув с крючка, поступают в накопитель. Если накопитель заполнен или заготовка заняла на крючке неправильное положение и не может попасть в приемник, вращение диска с крючками прекращается благодаря наличию предохранительного механизма в виде проскальзывающей муфты. Как только причина остановки будет устранена и накопитель будет способен принимать заготовки, включение диска с крючками происходит автоматически.

3. Расчет параметров бункерного загрузочного устройства

Определение величины шага

Шаг крючков определяем по формуле

t = t + l + l_Г + _С,

где t - зазор по шагу, мм;

l_Г - длина загнутой части крючка, мм;

_С - толщина стержня.

Определим зазор по шагу t по формуле [1]:

, (12)

где l_ц - длина пути центра тяжести очередной детали при ее перемещении в зоне захвата, мм;

- угол наклона дна бункера к горизонтальной плоскости, = 15-20;

k - коэффициент трения качения, k = 0,1;

V - окружная скорость захватывающего узла, V = 300-500 мм/с;

g - ускорение свободного падения, g = 9,8 10³мм/с.

(мм)

Определим размеры крючка:

l_Г = (1,21,3)l,

где l - длина детали;

l_Г = 1,3 30 = 39 мм

Диаметр стержня крючка

d_k = (0,450,6) d_вд;

где d_вд - внутренний диаметр заготовки.

d_k = 0,55 18 = 9,9 мм

Принимаем d_k = 10 мм.

Толщину стержня принимаем равной _С = 9 мм

Радиус диска вдоль отогнутой части крючков

R₁ = (510) l

R₁ = 8 30 = 240 мм

t = 42 + 30 + 39 + 9 = 120 (мм).

Определение количества крючков

L = 2 R₁;

L = 2 3,14 240 = 1507 (мм)

Число крючков определяем по формуле

Принимаем z = 13.

Определение ширины приемника

Ширина приемника определяется по формуле [2, с. 248]

,

где R₁ - радиус по крючкам.

(мм)

4. Расчет режима работы бункерного загрузочного устройства

Скорость движения диска из условия поступления в специальное приемное устройство принимаем равной V = 350 мм/с [1, с. 16]

Производительность бункерного загрузочного устройства.

Q_БЗУ = Q_ц К_п = (1,1 - 1,35) Q_ц,

где К_п - коэффициент переполнения, К_п = 1,11,35.

Q_БЗУ = 1,1 120 = 132 (шт./мин)

Q_БЗУ = z n k,

где к - коэффициент заполнения.

Следовательно

об/мин.

Определим фактическую скорость

мм/с

Список литературы

электрогидравлический бункерный загрузочный дроссельный

1. Методичні вказівки до виконання курсової роботи з курсу АВП. Суми, СумДУ 2001.

2. Камышный Н.И. Автоматизация загрузки станков. - М.: Машиностроение, 1977.-288 с.

3. Силин Р.И., Стадник Я.Ф., Третько В.В. Основы автоматики и автоматизации производственных процессов: Сборник задач.-Львов: Вища шк., 1984.-120 с.

Размещено на Allbest.ru