АННОТАЦИЯ 2
1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 9
1.1. Технологическая часть 9
1.2. Вспомогательное оборудование 9
2. ХАРАКТЕРИСТИКА И КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОЕКТИРУЕМОГО
МЕХАНИЗМА 11
3. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ПРИВОДУ И СИСТЕМЕ
АВТОМАТИЗАЦИИ 19
4. РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ НАГРУЗОЧНОЙ ДИАГРАММЫ И ТАХОГРАММЫ РАБОТЫ ПРИВОДА 22
5. ВЫБОР ОСНОВНОГО СИЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ 29
5.1. Определение расчетной мощности на валу двигателя и барабана 29
5.2. Определение частоты вращения барабана и двигателя 30
5.3. Определение передаточного отношения блока привода 32
5.4. Проверка двигателя по условиям нагрева и перегрузочной способности 33
5.5. Выбор преобразователя частоты 36
6. ЗАЩИТА ПРИВОДА 41
6.1. Выбор автоматического выключателя 41
6.2. Выбор плавких предохранителей 43
6.3. Выбор магнитных контакторов 44
6.4. Выбор сетевых дросселей 45
6.5. Выбор радиочастотных фильтров 46
7. ВЫБОР КОНТРОЛЛЕРА И ПЕРИФЕРИИ К СИСТЕМЕ АВТОМАТИЗАЦИИ 48
7.1. Выбор контроллера 48
7.2. Выбор энкодеров 51
7.3. Выбор тензодатчиков 52
8. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ 54
8.1. Общее описание 54
8.2. Система безопасности и аварийные режимы 57
9. СОСТАВЛЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ И СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ
(РАЗРАБОТКА КОНТУРА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КООРДИНАТ) 59
10. РАСЧЕТ РЕГУЛЯТОРОВ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО
УПРАВЛЕНИЯ МЕХАНИЗМА 63
10.1. Построение математической модели 63
10.2. Настройка контура тока 69
10.3. Настройка контура скорости 70
11. МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ 74
12. АНАЛИЗ СИСТЕМЫ 76
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 81
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 82
С ростом индустриализации в стране и за рубежом возникла потребность в новых изделиях, применяемых в различных отраслях науки, техники и повседневной жизни. Сложно представить современный мир без проводов, арматурных изделий, гвоздей и шурупов. Из проволоки изготавливается большое количество деталей разных составов и сплавов. Изготовление столь нужного в производстве и жизни продукта обуславливается наличием специального оборудования. Технологии производства проволоки различных диаметров реализуются посредством разных способов волочения или прессования. При решении инженерной задачи возникает много трудностей в связи с производством, которые решаются с помощью совокупности разных областей технических знаний. Процесс обработки металлов давлением, при котором получают проволоку называется волочением, а оборудование, на котором производят операции по изготовлению изделий - волочильными станами.
Целью данной магистерской диссертации является разработка мехатронной системы приводов учебного волочильного стана ММ-В-ОМД-1. Задачей волочильного стана является проведение лабораторных работ в рамках образовательного процесса, изучение процессов при пластической деформации металла различных марок, толщин проволоки, сбор и представление в наглядном виде данных, полученных при волочении.
Кроме того, этот стан представляет собой наглядное автоматизированное устройство, которое воплощает в себе различные технические решения, связанные с автоматизацией, электроприводом, программированием и механикой. Студентам, изучающим данные технические направления предоставляется возможность проводить различные исследования и анализировать работу реального оборудования.
В данной выпускной квалификационной работе была выполнена разработка мехатронной системы приводов учебного волочильного стана. Был проведен обзор существующих волочильных станов, выявлены преимущества и недостатки каждого из них. Разрабатываемый стан определен в соответствии со своими параметрами и отнесен к конкретному классу. В 3 части выпускной работы были предъявлены требования к мехатронной системе. Последующие главы работы содержат расчеты процессов обработки металлов давлением и выбор определенного подходящего оборудования для выполнения требований. Для сложной системы трехкратного волочильного стана также была разработана математическая модель волочения и построены характеристики процессов в прикладном пакете Simulink. Анализ графиков показал, что смоделированная система очень точно отражает реальные протекающие процессы на волочильном стане. Таким образом цели и задачи выпускной работы были достигнуты. Все расчетные характеристики трехкратного волочильного стана соответствуют требованиям.
