Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ВЫБОР ОСНОВНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ 8
1.1 Характеристика цеха и описание процесса работы механизма 8
1.1.1 Характеристика цеха 8
1.1.2 Описание технологического просцесса работы механизма 14
1.2 Характеристики и кинематическая схема механизма 16
1.3 Требования к гидроприводу и системе автоматизации 19
1.4 Выбор системы привода 20
1.5 Расчет и построение нагрузочной диаграммы и тахограммы привода 22
1.6 Выбор основного силового оборудования и расчет средств защиты
гидропривода 27
1.6.1 Выбор гидроцилиндров 27
1.6.2 Выбор рабочей жидкости 28
1.6.3 Расчет подачи насоса 28
1.6.4 Расчет трубопровола 30
1.6.5 Расчет гидрораспределителей 32
1.6.6 Расчет дросселей 33
1.6.7 Расчет редукционных клапанов 34
1.6.8 Расчет фильтра 36
1.6.9 Выбор гидрозамков 37
1.6.10 Расчет давления насоса 37
1.6.11 Выбор двигателя для насоса 38
1.6.12 Выбор гидроаккумулятора 40
1.6.13 Выбор предохранительного клапана 41
2. РАЗРАБОТКА САУ 43
2.1 Разработка архитектуры системы автоматизации 43
2.2 Выбор контроллеров и датчиков технологических координат 44
2.3 Разработка функциональной схемы САР 51
2.4 Разработка контура регулирования технологических координат 52
2.5 Разработка структурной схемы САУ 54
3. РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ 56
3.1 Расчет производственной программы цеха и станка 56
3.2 Расчет сметы затрат на оборудование и модернизацию 58
3.4 Расчет оплаты труда со страховыми отчислениями 61
3.3 Расчет РСЭО 64
3.6 Расчет показателей прибыли предприятия и срока окупаемости проекта .. 65
3.7 Сводная таблица технико-экономических расчетов 67
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 69
С ростом и развитием различных отраслей, работающих с использованием трубной продукции, ярким примером которых могут служить нефте- и газодобывающая промышленности, одновременно растут и требования к качеству изготавливаемых труб. Чтобы оперативно реагировать на постоянно изменяющиеся условия современного рынка, трубопрокатные предприятия должны оснащаться все более современным оборудованием, повышать требования к металлу, применяемому в изготовлении трубы, а также постепенно автоматизировать производственный процесс.
Автоматизация производства сводит участие человека в изготовлении трубы к минимуму, снижает количество брака, расходы и трудозатраты на производство и повышает объем и качество выпускаемой продукции. Мехатронные системы вносят существенный вклад в развитие трубной промышленности и автоматизацию технологических процессов.
Современный цех «Высота 239» - яркий пример автоматизированного
производства труб. Характеристики выпускаемой цехом продукции соответствуют всем требованиям потребителей. Его отличительными чертами является самое передовое оборудование, минимальное участие человека в производственном процессе, а также повсеместное применение мехатронных модулей на каждом этапе изготовления трубы.
Вместе с ростом требований к качеству выпускаемых труб растут и требования к их отделке. В частности, для надежной сварки труб между собой требуется качественная обработка и снятие фаски с торцов трубы. За этот этап производства в ТЭСЦ «Высота 239» на участке отделки и экспандирования отвечает фасочный станок RFA 156. Модернизация зажимного устройства этого станка, рассматриваемая в данной работе, является ярким примером автоматизации производства.
В результате выполнения выпускной квалификационной работы был изучены принципы работы установки для снятия фаски. Были проанализированы особенности технологического процесса работы цеха, станка и зажимного устройства. Так же, руководствуясь специальной литературой по эксплуатации агрегата и его чертежами, была разработана кинематическая и гидравлическая схемы устройства. Далее были выдвинуты требования к гидроприводу и системе автоматизации, опираясь на которые был произведен расчет основного и защитного оборудования. Построенные нагрузочная диаграмма и тахограмма показали особенности цикла работы зажимного устройства. Так же была разработана архитектура системы автоматизации и функциональная схема САР, опираясь на которые был построен совмещенный график переходных процессов зависимости давления, скорости и положения гидроцилиндра. По результатам моделирования можно сказать что при замене дискретного клапана на серво- управляемый можно избежать пережима трубы и ударных нагрузок при зажатии, за счет снижения давления в поршневой полости непосредственно перед контактом с трубой.
В результате проведения технико-экономических расчетов, можно с уверенностью сказать, что модернизация весьма рентабельна. Исключив скрытые простои, путем замены клапанов, была увеличена производительность станка на 106 кг/ч. При таких минимальных вложениях годовой объем производства фасочного станка увеличился на 864 тонны. Помимо экономического эффекта, так же облегчается труд ремонтных бригад производственных рабочих, которым больше не придется править трубы и перенастраивать клапан под каждый диаметр трубы вручную.
