Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 6
1.1 Характеристика цеха. Общее описание технологического процесса работы
механизма 6
1.2 Характеристика и кинематическая схема проектируемого механизма 9
1.3 Требования к приводам и системе автоматизации 12
1.5 Расчет и построение нагрузочной диаграммы и тахограммы привода 14
1.6 Выбор основного силового оборудования 19
1.6.2 Выбор преобразователя частоты 25
1.7 Защиты привода, расчет уставок защитных устройств 29
1.7.1 Виды аварийных режимов и способы их предотвращения 29
1.7.2 Защита двигателя на установке RPA 156 30
2 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ 32
2.1 Разработка архитектуры системы автоматизации 32
2.2 Выбор контроллера и датчика скорости 35
2.3 Выбор и разработка функциональной схемы САР привода 38
2.4 Разработка контура технологических координат 40
2.5 Разработка структурной схемы САУ и моделирование типовых режимов
работы привода 40
3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ 51
3.1 Краткая характеристика подразделения и выпускаемой продукции 51
3.2 Расчет производственной программы цеха 51
3.3 Расчет фактического годового фонда рабочего времени 52
3.4 Расчёт производительности оборудования 53
3.5 Расчет сметы капитальных затрат 54
3.6 Расчет стоимости приобретенного оборудования 54
3.7 Расчет затрат на монтаж оборудования 55
3.8 Расчет величин транспортных, заготовительно - складских расходов, затрат на
запасные части и расходов на комплектацию оборудования 59
3.9 Расчет затрат на содержание и эксплуатацию оборудования 59
3.10 Расчет затрат на электроэнергию 60
3.11 Расчет амортизационных отчислений 61
3.12 Расчет затрат на ремонт и обслуживание электрооборудования 63
3.13 Расчет затрат на материалы и на оплату труда со страховыми отчислениями 64
3.14 Расчет налогов на фонд оплаты труда 70
3.15 Затраты на основные материалы 70
3.16 Расчет показателей прибыли предприятия 71
Трубоэлектросварочный цех «Высота 239» Оснащен современным оборудованием по обработке металла. Одним из важных элементов технологического процесса является торцовка трубы для последующей сварки труб. В данной выпускной квалификационной работе нами был произведен расчет фасочного станка RPA 156. Снятие фаски с труб является неотъемлемой частью технологического процесса. В данной работе приведена характеристика цеха и установки. В ходе расчета было рассчитано и выбрано основное силовое оборудование станка и построена нагрузочная диаграмма и тахограмма привода вращения планшайбы. Выбран преобразователь частоты. Выбраны элементы защиты привода и выдвинуты основные требования. Вторая часть выпускной квалификационной работы включает в себя построение архитектуры системы автоматизации, выбор контроллеров и датчиков технологических координат. Завершением второй части проектирования является построение функциональной схемы работы привода, а так же разработка структурной схемы с моделированием графиков реальных процессов в среде Matlab. Третья часть выпускной квалификационной работы это экономический расчет мехатронной системы станка и представление основных технико-экономических показателей RPA 156.
В ходе разработки мехатронной системы вращения планшайбы фасочного станка участка экспандирования и отделки цеха «Высота-239» был получен опыт расчетов главного привода. Подобран и рассчитан двигатель для вращения планшайбы. Построены диаграммы и тахограммы привода. По необходимым критериям выбран частотный преобразователь и устройство защиты привода. Разработана кинематическая схема. В использованном прикладном пакете Simulink был смоделирован цикл технологической операции с последующим анализом графиков переходных процессов. По расчетным данным можно заявить, что смоделированная мехатронная система удовлетворила все требования к проектированию, в числе которых требование к ускорению двигателя, величина динамической ошибки и повышенный пусковой момент двигателя. Рассчитанный двигатель и система привода способна выполнять различные задачи торцовки и снятия фаски. При регулировании угла наклона резцов нагрузка на привод изменяется. Так же нагрузка зависит от сортамента металла, диаметра трубы и толщины стенки. Мехатронная система разработана таким образом, чтобы выполнять разные задачи без возникновений ситуаций, в которых бы привод работал на пределе возможности.
