МПС РФ
МГУПС
Кафедра “Вагоны и вагонное хозяйство”
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине:
”Системы автоматизации производства и ремонта вагонов”.
на тему:
“Автоматизация обмывки тележек грузовых вагонов”.
Выполнил:
студент гр. ТВГ-412
Проверил:
Профессор Болотин М.М.
Москва 2006г.
Содержание
Введение
1. Анализ технической операции, намеченной к автоматизации.
1.1. Исследование условий выполнения операции.
1.2. Разработка условий и обоснования необходимости автоматизации операции.
1.3. Разработка вариантов конструктивных схем машины.
1.4. Оценка звенности вариантов машины.
1.5. Описание последовательности выполнения заданной операции.
2. Формирование звеньев машины.
2.1. Расчёт и выбор рабочих органов.
2.2. Расчёт и выбор приводов.
2.3. Расчёт и выбор передаточных механизмов.
3. Расчёт технических характеристик машины.
3.1. Расчёт цикловой производительности машины.
3.2. Расчёт надёжности и фактической производительности машины.
3.3. Оценка уровня автоматизации машины.
3.4. Математическая модель машины.
3.5. Выбор оптимального варианта машины.
4. Выбор принципов САУ и средств управления.
4.1. Функциональная блок-схема САУ.
4.2. Анализ устойчивости САУ.
4.3. Алгоритм управления машины (циклограмма).
5. Разработка системы автоматизации.
5.1 Разработка электрической схемы системы автоматизации.
5.2 Расчёт надёжности схемы.
5.3 Выбор аппаратов управления.
5.4 Описание автоматизированного процесса.
Введение
Автоматизация производства является одним из важнейших направлений НТР. Её цель - повышение производительности и эффективности труда, устранение вредного воздействия производства на организм человека и улучшения качества выпускаемой продукции.
|
|
К предприятиям по производству, ремонту техническому обслуживанию вагонов относятся вагоностроительные и вагоноремонтные заводы, вагонные депо, пункты подготовки вагонов и др. Именно на этих предприятиях нам представляется нужным и возможным внедрение автоматизированных систем производства.
Для ускорения НТР, роста производительности труда и увеличения прибыли необходимо добиваться резкого уменьшения тяжелого физического труда, монотонного и малоквалифицированного труда, широко внедрять передовые технологии, автоматизацию и механизацию, повысить технический уровень и совершенствовать организацию производства.
Анализ технологической операции, намеченной к автоматизации.
Исследование условий выполнения операции.
1.1.1 Оси служат для поддержания вращающихся вместе с ними или на них различных деталей машин и механизмов. Вращение оси вместе с установленными на ней деталями осуществляется относительно ее опор, называемых подшипниками. Оси работают на изгиб.
Валы в отличие от осей предназначены для передачи крутящих моментов и в большинстве случаев для поддержания вращающихся вместе с ними относительно подшипников различных деталей машин. Валы работают одновременно на изгиб и кручение.
Оси и валы бывают в большинстве случаев круглого сплошного сечения, а иногда кольцевого поперечного сечения. Z=1
Болт
Вал Фланец
Блоки применяются в основном для изменения направления каната или цепи, а иногда и для передачи крутящего момента от вала. Блоки отливаются из чугуна (ГОСТ 1412-70), стали (ГОСТ 977-65), а также изготавливаются штамповкой или сваркой из стали (ГОСТ 380-60). Z=3
|
|
 |
Барабан Двигатель
 |
Блок
 |
Трос
Передача винт-гайка
Z=1
Передача винт-гайка применяется для преобразования вращательного движения в поступательное движение и получения большого выигрыша в силе. Скорость относительного перемещения гайки и винта может достигать до 0,25 м/с. Недостаток передачи – низкий к.п.д. Достоинство передачи: возможность получения медленного движения и высокой точности перемещений, большая несущая способность и компактность. Длина перемещения до 3 м.
Применяются в домкратах, механизмах перемещения инструмента, зажимных устройствах и др.
Продолжительность перемещения гайки в с можно определить по формуле:
, (4)
где 
длина перемещения гайки, м;
- скорость относительного перемещения гайки и винта, м/с;
число заходов винта;
шаг резьбы, мм.
частота вращения винта или гайки, об/мин.
Соотношение между крутящим моментом 
в Нм на гайке и тяговым усилием Q на винте
, (5)
где 
тяговое усилие, Н;
средний диаметр винта, учитывающий износостойкость резьбы, м;
коэффициент отношения высоты гайки к среднему диаметру резьбы;
допустимое давление между резьбами винта и гайки соответственно: для закаленной стали по бронзе; для незакаленной стали по бронзе; для незакаленной стали по чугуну, МПа.
Гидропривод имеет ряд преимуществ по сравнению с пневмоприводом. Он обеспечивает получение высоких усилий при малых габаритах и массе исполнительных устройств, плавное и точное регулирование усилий, скоростей и перемещений исполнительных элементов и отличается малой инерционностью и бесшумностью в работе. К недостаткам гидропривода относят сложность конструкции, требования высокой точности изготовления и герметичности, а также зависимость его работоспособности от температуры.
|
|
Основные параметры гидроцилиндров машин:
Номинальное давление 
.105, Па: 6,3; 10; 16; 25; 63; 100; 160; 200; 250; 320; 400; 500;
Плотность масла 
, кг/м3: 800…900;
Противодавление в сливной полости, Па: 
;
Длительность прямого хода, с (0,5…20);
Внутренний диаметр, мм: 45; 50; 65; 75; 90; 105; 50; 175; 200; 225; 250; 300; 350; 400; 500;
Диаметр штока, мм: 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 320;
Диаметр штока 
= (0,2…0,4) 
, где 
внутренний диаметр;
Диаметр входных отверстий 
;
Максимальная величина хода поршня, мм 
.
Таблица 1
Основные параметры гидронасосов машин:
| Тип насоса | Номинальное давление, .105, Па
| Объемный кпд,
| Частота вращения, об/мин,
| Коэффициент передачи,
 ,
| Подача,
 ,
|
| Шестеренные: НШ-10; НШ-32; НШ-46 | 0,9 | 1100…1650 | 5.10-7…7.10-7 | 
| |
| Лопастные: Г12-2 | 0,62…0,93 | 600…1440 | 9.10-7…55.10-7 |
| |
| Эксцентриковые поршневые: ПО-83; Н-300; Н-401; Н-403 | 200…500 | 0,75…0,90 | 1000…1500 | 1.10-7…5.10-7 |
|
| Аксиально-поршневые: 11Д; 11Р | 200…300 | 0,97…0,98 | 980…2950 | 1.10-7…131.10-7 |
|
Поршень-шток
 |
Устройство управления
 | |||||
 |  | ||||
Двигатель
Предохранитель-клапан
Насос Бак
Z=3
 |  | ||||
 | |||||
11
10 8
1 – тележка; 2 – наклонный рельсовый накопитель; 3 - воздухораспределитель; 4 – пневмопривод механизма вращения платформы; 5 поворотная платформа; 6 – пневмопривод механизма фиксации; 7 – фиксатор; 8 – двигатель; 9 – насос; 10 – бак; 11 – предохранитель-клапан.
1.1.2 Механизированная и ручная обмывка тележек представляет собой вредный для здоровья и окружающей среды процесс, связанный со значительным распространением и последующим воздействием вредных веществ моющего раствора. Так же вредное воздействие оказывают и отходы появившееся после обмывки тележек.
Внедрение автоматической обмывки тележки в значительной степени облегчило труд рабочих. Благодаря автоматизации повысилась безопасность жизнедеятельности людей, обслуживающих машину. Снизилось вредное воздействие паров моющего раствора на людей. Значительно выросла производительность труда.
Моечная машина включает в себя несколько автоматизированных механизмов, выполняющие определённые функции. Электродвигатель включает насос, и вода с температурой 50-700С подаётся в коллектор. С помощью пневмопривода тележка подаётся в моечную машину. Двери машины также снабжены пневмоприводом, регулируемым воздухораспределителем. Применение пневмопривода позволило автоматизировать процесс подачи в моечную машину, что значительно облегчило производство.
1.1.3. Операции очистки и обмывки. Выполнение этих операций сопряжено:
· с применением растворов каустической соды в опасных для человека концентрациях (1,5..2%), горячей воды и содового раствора (температура 80…90 о С), высоких давлений жидкости (10…40МПа);
· с наличием паров жидкостей, содержащих вредные вещества, повышенной влажности, грязи, пыли;
· с использованием электрооборудования насосов, пневмо- и электроприводов механизмов подъема дверей (кожухов), электрооборудования конвейеров;
· с возможностью травмирования рабочих при их падении, столкновении с поднимающимися дверями (кожухами), при взаимодействии с растворами вредных и горячих жидкостей.
Пневмоприводы механизмов характеризуются производственным шумом, возникающим при выхлопе отработанного воздуха и ударном взаимодействии деталей.
Применение электроприводов может привести к поражению человека током. Степень поражения зависит от длительности прохождения тока через организм или участок тела человека.
Наибольшим сопротивлением обладает кожа человека. Вместе с тем, протекание тока через неё может привести к её обугливанию и последующему резкому снижению общего электрического сопротивления тела и нарастанию тока, вызывающего тепловое разрушение внутренних органов.