Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 8
1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ВЫБОР
ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 9
1.1 Характеристика цеха, описание технологического процесса работы
механизма 9
1.2 Характеристика и кинематическая схема проектируемого механизма .. 13
1.3 Требования к приводам автоматизации 16
1.4 Выбор системы привода 16
1.5 Расчет и построение нагрузочной диаграммы и тахограммы 17
1.6 Выбор основного оборудования 39
1.7 Защита привода, расчет уставок защитных устройств 41
2 РАЗРАБОТКА САУ 45
2.1 Разработка архитектуры систем автоматизации 45
2.2 Выбор контроллеров и датчиков технологических координат 47
2.3 Выбор и разработка функциональной схемы САР привода
проектируемого агрегата 49
2.4 Разработка контура регулирования технологических координат 50
2.5 Разработка структурной схемы САУ и моделирование типовых
режимов работы 50
3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ 59
3.1 Расчет производственной программы цеха 59
3.2 Расчет сметы единовременных (капитальных) затрат 62
3.3 Расчет затрат на содержание и эксплуатацию оборудования 65
3.4 Расчет на материалы и оплату труда со страховыми отчислениями 68
3.5 Расчет прибыли и показателей рентабельности 70
3.6 Расчет срока окупаемости проекта 72
3.7 Сводная таблица технико-экономических расчетов 72
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 74
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 75
Современные металлорежущие станки - это высокоразвитые машины, включающие большое число механизмов и использующие механические, электронные, гидравлические, пневматические и другие методы осуществления движений и управления циклом.
Исключительное значение приобретает повышение надежности станков за счет насыщения их средствами контроля и измерения. Современные металлорежущие станки обеспечивают исключительно высокую точность обработанных деталей.
Привод подачи в металлорежущих станках необходим для перемещения инструмента относительно заготовки для формирования обрабатываемой поверхности. У подавляющего большинства станков привод подачи сообщает узлу станка прямолинейное движение [1]. В ходе выпускной квалификационной работы (ВКР) проводится реконструкция привода подачи глубокосверлильного станка КЖ 1911.
Целью данной ВКР является предложение решения существующей проблемы связанной с регулярным выходом из строя системы управления привода подачи, провести анализ технологического процесса и предложить вариант решения проблемы.
Задачи ВКР:
• Провести анализ технологического процесса глубокосверлильного станка, выдвинуть требования к системе привода и автоматизации;
• Согласно расчетам выбрать силовые элементы, разработать архитектуру системы автоматизации;
• Разработать САУ и смоделировать типовой режим работы;
• Провести технико-экономический расчет.
В ходе выпускной квалификационной работы был рассмотрен вопрос реконструкции электропривода мехатронной системы привода подачи стеблевой бабки глубокосверлильного станка.
При расчетах было установлено, что при реконструкции будет уменьшено время внеплановых ремонтов, что привело к увеличению фактического времени работы агрегата с 7104 часов до 7414 часов в год.
Исходя из особенностей технологического процесса станка был выдвинут ряд требований к системам привода и автоматизации. В ходе расчетов был выбран двигатель фирмы Siemens 1FT7 с мощностью 10,5 кВт, который прошел проверку по нагреву и перегрузочной способности. Для управления двигателем был выбран частотный преобразователь фирмы Siemens линейка SINAMICS S120. Так же были рассчитаны защитные устройства.
Была построена архитектура системы автоматизации (2 уровня), выбран контроллер Siemens S7-1500 и абсолютный энкодер Siemens 6FX2001-5HS24.
В среде Matlab Simulink была построена математическая модель системы. В результате моделирования был получен необходимый технологический процесс, в котором выполняются все выдвинутые требования.
Капитальные вложения в реконструкцию составляют 1574138 руб, срок окупаемости проекта составил 1 год 7 месяцев.
С помощью технико-экономических расчетов была подтверждена экономическая эффективность предполагаемой реконструкции.
Все задачи, поставленные ВКР, выполнены, а цель достигнута.
