АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТРИРОВАНИЯ 9
2 ВЫБОР ДВИГАТЕЛЯ
2.1 Расчет мощности двигателя 11
2.2 Выбор типа двигателя 16
2.3 Выбор редуктора 17
2.4 Приведение статических моментов 18
2.5 Приведение моментов инерции к валу двигателя 20
3.3 Расчет динамических моментов 21
2.6 Предварительная проверка двигателя по производительности и
нагреву 22
3 ВЫБОР ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
3.1 Выбор преобразователя 25
3.2 Выбор трансформатора 25
4 РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОПРИВОДА
4.1 Расчет статических характеристик электропривода 30
4.2 Расчет схем пуска и торможения 32
4.3 Расчет переходных характеристик 33
4.4 Интегральные показатели переходных процессов 35
5 АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 37
6 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 39
7 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА РАБОТЫ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ
7.1 Разработка логических уравнений 41
7.2 Составление списка сигналов системы автоматизации 42
8 РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИ 46
9 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ АВТОМАТИЗАЦИИ И
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
9.1 Выбор элементной базы 48
9.2 Разработка пульта управления 50
10 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ... 52
11 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 53
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 55
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 56
По способу передачи толкающего усилия различают следующие конструкции толкателей и выталкивателей: цепной, винтовой, рычажный, реечный, фрикционный. В качестве привода толкателя обычно используют электрические двигатели, но иногда применяют также и гидравлический и пневматический приводы.
По сравнению с реечными, толкатели на винтовой передаче обладают меньшими габаритами, но применяются обычно только при небольших усилиях толкания заготовок из-за низкого коэффициента полезного действия винтовой пары.
Более надежнее и долговечнее реечные толкатели, которые применяют при усилиях до 2-2,5 МН. Редуктор реечных толкателей будет более сложным, так как он должен обладать большим передаточным числом. Главное преимущество редуктора реечного толкателя - высокий КПД (п = 0,85-0,90) и устранение ходовой гайки. Гайка довольно быстро изнашивается (срок службы около двух лет). К тому же, она весьма сложна в изготовлении, из-за своих больших размеров и точности обработки.
Скорость толкания металла толкателями выбирают обычно небольшой: при проталкивании заготовок около 0,1-0,3 м/с. Возвратный ход может быть более быстрым - 0,6-0,8 м/с. Для регулирования скорости в последних конструкциях предусматривают привод толкателей от ДПТ.
Штанги толкателей изготавливают коваными, сварными и из катаных заготовок круглого сечения. Сварные и кованные штанги более сложны в изготовлении, так как изготовление направляющих для них требует больше сил и времени. Но на замену приходят штанги толкателей с прямоугольным сечением. Такой подход позволяет выполнять зубчатые рейки в виде отдельных деталей, изготовляя их из более прочной стали (40ХН, 40Х), и при износе зубьев они просто заменяются на новые детали. Штанги толкателей из круглого проката еще проще в изготовлении, но в этом случае зубья приходится нарезать
непосредственно на них. То есть, марка стали будет ниже, а с износом зубьев штангу придется заменить целиком.
Толкатели с винтовой передачей могу быть применены у печей с боковой загрузкой металла, так как штанга такого толкателя может заходить в печь с малыми размерами окон в торцевой стенке печи.
В данной выпускной квалификационной работе будем использовать реечный толкатель. Рассмотрим его более подробно - реечный толкатель подает в печь заготовки, продвигает их по ходу печи и выгружает через окно выдачи.
Схема реечного толкателя представлена на рисунке В. Толкающая штанга 1 снабжена толкающими пальцами 2 с пружинными амортизаторами 3. При движении штанги вперед в опорных катках 4 пальцы упираются в торец штанги и толкают перед собой заготовку 5. При движении назад, головка штанги возвращается в исходное положение, после чего замыкающая пружина 7 прижимает толкающие пальцы к торцу штанги. С нижней стороны штанги укреплена зубчатая рейка 8, при помощи которой на штангу передается толкающее усилие от привода через приводную шестерню 9.
В результате проектирования электропривода, был рассмотрен электропривод толкателя методической печи.
В ходе выпускной квалификационной работы были произведены расчёт мощности и выбор электродвигателя, определено передаточное число редуктора и выбран редуктор, были рассчитаны статические и динамические моменты, а также построены механические характеристики электропривода и электромеханические. На основании полученных данных был выбран тиристорный преобразователь, трансформатор, по итогам расчетов было выявлено, что установка сглаживающих реакторов не нужна. Построены переходные процессы электропривода. Была проведена проверка двигателя по нагреву и производительности, которую выбранный двигатель прошел.
В части автоматизации представлена программа управления в ручном и автоматическом режиме для участка толкателя методической печи с помощью контроллера SIMATIC S7—300. Для этого были составлены логические уравнения и их содержательное описание.
Управление участком осуществляется кнопками разработанного пульта управления.
