Разработка мехатронной системы поперечного перемещения полупортального крана с вакуумной траверсой VACOHUB участка формовки цеха «Высота-239»

Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ВЫБОР ОСНОВНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ 8
1.1 Характеристик цеха, описание технологического процесса работы
механизма 8
1.2 Характеристика и кинематическая схема проектируемого механизма 20
1.3 Требования к приводам и системе автоматизации 20
1.4 Выбор системы привода 21
1.5 Расчет и построение нагрузочной диаграммы и тахограммы 22
1.6.Выбор основного силового оборудования 34
1.7 Защиты привода, расчёт уставок защитных устройств 23
2 РАЗРАБОТКА САУ 41
2.1 Разработка структуры системы автоматизации 41
2.2 Выбор контроллеров и датчиков технологических координат 44
2.3 Выбор и разработка функциональной схемы САР привода проектируемого
агрегата 48
2.4 Разработка контура регулирования технологических координат 49
2.5 Разработка структурной схемы САУ и моделирование типовых режимов
работы привода 52
3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ 59
3.1 Краткая характеристика подразделения и выпускаемой продукции 59
3.2 Расчёт производственной программы цеха 59
3.3 Расчёт сметы капитальных затрат 61
3.4 Расчёт РСЭО 63
3.5 Расчёт затрат на материалы и на оплату труда со страховыми отчислениями
65
3.6 Расчёт прибыли и показателей рентабельности 66
3.7 Расчёт срока окупаемости проекта 67
3.8 Составление сводной таблицы технико-экономических расчётов 68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 69
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 70

Купить

Из всего многообразия общепромышленных механизмов, работающих на металлургических предприятиях, можно выделить группу, для которой особенно остро стоит проблема чрезмерно высокого уровня динамических нагрузок. В такую группу оборудования промышленных предприятий в первую очередь входят подъемно-транспортные механизмы: мостовые и козловые краны, крановые перегружатели, транспортеры, конвейеры, питатели и т.д. Среди этих механизмов в наиболее тяжелых условиях и интенсивных режимах работают мостовые краны.
Многочисленными исследованиями установлено, что упругие механические колебания в подавляющем большинстве случаев отрицательно влияют на работу электропривода, вызывая повышение динамических нагрузок, снижение точности работы механизма, появление механических вибраций и опасных резонансных явлений. Возникающий при этом чрезмерно высокий уровень динамических нагрузок, особенно при пусках, реверсах и торможениях ведет к преждевременному выходу из строя элементов механизмов кранов и подкрановых конструкций [1].
Для управления крановыми установками и регулирования параметров используется автоматизированная система управления, являющаяся частью мехатронной системы.
Мехатронные системы в производстве являются неотъемлемой частью формирования технологического процесса. Под мехатронной системой понимается совокупность нескольких мехатронных модулей и узлов, синергетически связанных между собой, для выполнения конкретной функциональной задачи.
Мехатронные системы могут включать в себя автоматизированный электропривод, гидро-пнемвопривод, автоматизированные системы управления.
Существует два варианта построения системы электропривода, возможно использование двигателя постоянного тока с соответствующей системой регулирования, а также применение асинхронного двигателя как наиболее перспективного направления [2].
Система регулирования, построенная для двигателя постоянного тока, имеет более простую структуру по сравнению с системой регулирования асинхронного двигателя, однако экономические показатели такой системы значительно уступают системе с применением двигателя переменного тока.
Применение двигателей постоянного тока в полупортальных мостовых кранах невозможно, так как такие двигатели имеют большую массу и габариты, так же стоимость такого двигателя гораздо выше.
Асинхронный двигатель компактен, имеет малую массу и стоимость на единицу мощности и прост в эксплуатации по сравнению с двигателями постоянного тока.
Достоинства асинхронного двигателя обусловлены отсутствием такого сложного в изготовлении и эксплуатации устройства как коллектор, присущего двигателям постоянного тока.
Кроме того, в настоящее время системы частотно-регулируемого асинхронного электропривода не уступают по своим качественным и статическим характеристикам электропривода постоянного тока, а по своим эксплуатационным характеристикам во многом их превосходят.
Наиболее перспективным преобразователем для питания асинхронного двигателя, является реверсивный преобразователь с блоком рекуперации, который преобразует трехфазную сеть на входе в сеть постоянного напряжения и наоборот.
Такой реверсивный преобразователь подходит для связи нескольких инверторов на общей шине постоянного тока. Это обеспечивает обмен энергией между двигательными и генераторными приводами и осуществляет экономию энергии.
Применение системы ПЧ-АД в системе поперечного перемещения полупортальных крановых установок необходимо для обеспечения плавного пуска, реверса и торможения и позволит снизить риск срыва груза. Так же такая система является надежной и имеет широкий диапазон регулирования скорости при не плохих динамических показателях электропривода.
ЧТПЗ - промышленная группа металлургического комплекса России, является одной из крупнейших отечественных компаний-производителей трубной продукции.
Для достижения этих целей компания ЧТПЗ провела модернизацию и реконструкцию существующих мощностей по производству стальных труб, реализовала три крупных проекта - построила Финишный центр и электросталеплавильный комплекс "Железный Озон 32" на Первоуральском новотрубном заводе и один из самых больших в Европе цех по производству труб большого диаметра "Высота 239" на Челябинском трубопрокатном заводе.
Наличие полупортального крана с вакуумной траверсой типа VACOHUB необходимо на участке формовки цеха Высота «239» для перемещения и складирования заготовок.
Купить