Автоматизация транспортировки колесных пар в демонтажное отделение (стр. 1 из 3)
Министерство путей сообщения Российской Федерации
Дальневосточный государственный университет путей сообщения
Кафедра "Вагоны"
Курсовой проект
Тема: "Автоматизация транспортировки колесных пар в демонтажное отделение"
Выполнил:
Студент 155 группы
Проверил:
Жатченко Я.В.
Хабаровск
2005
Содержание
Введение
1. Краткое описание механической части и технологии работы неавтоматизированного устройства
2. Расчёт силового электропривода конвейера
3. Выбор системы управления и составление структурной схемы автоматического управления
4. Составление и описание принципиальной электрической схемы автоматического управления
5. Подбор типовых элементов и приборов автоматики
6. Охрана труда при эксплуатации разработанного устройства
Список литературы
Введение
Механизация производства представляет собой процесс замены мускульной силы человека работой машины или системы машин при выполнении основных и вспомогательных производственных операций.
На начальном этапе механизируют обычно отдельные наиболее тяжёлые и трудоёмкие операции производственного процесса; такая степень механизации называется частичной. Характерен переход от частичной механизации к механизации комплексной, под которой понимают механизацию всех операций, составляющих производственный процесс данной работы.
Автоматизация производства — это применение машин, механизмов, приборов, позволяющих осуществить управление производственными процессами по заданной программе или заданным критериям без непосредственного участия человека.
Автоматизация производства представляет собой качественно более высокую степень развития техники производства, но она базируется на механизации и является её органическим развитием. Сложность современного производства, ускоренные темпы производственных процессов требуют создания и внедрения специальных, автоматически работающих аппаратов и машин, высвобождающих человека от управления и контроля производственными процессами.
Автоматизация производства способствует снижению себестоимости ремонта, снижению времени простоя, улучшению качества.
Целью данной работы являлась автоматизация процесса подачи корпусов автосцепок по позициям ремонта. При этом необходимо было автоматизировать подачу колесных пар на демонтаж.
1. Краткое описание механической части и технологии работы неавтоматизированного устройства
Руководствуясь литературой, знакомимся с технологическим процессом, который предстоит автоматизировать. При подаче колесной пары на демонтаж, происходит ее выкатка в зону расположения тележки подъемника-опускателя. Далее оператор подачей сжатого воздуха в пневмоцилиндр приводит в движение кронштейн механизма подъема-опускания. Кронштейн входит в зацепление с осью колесной пары и колесная пара начинает подниматься на уровень чуть выше уровня эстакады. После этого. Подачей сжатого воздуха в пневмоцилиндр толкателя подъемника-опускателя оператор сообщает движение тележке с поднятой колесной парой в зону установления колесной пары на эстакаду. Шток пенвмоцилиндра механизма подъема-опускания приводится в исходное положение при подаче оператором сжатого воздуха в штоковую область цилиндра и колесная пара устанавливается на эстакаде. В зоне установки колесной пары на эстакаде можно устанавливать съемные башмаки с уклоном, которые будут способствовать движению колесной пары к первому дозирующему устройству или оператор должен в ручную перевести колесную пару после ее установки на эстакаде в позицию дозирующего устройства. Упоры и толкатели первого и второго дозирующих устройств в данный момент находятся в таком положении, когда колесная пара, проходя над первой парой упоров и колесная пара прокатывается до выдвинутой пары упоров второго дозирующего устройства, где останавливается.
Меняя положение упоров второго дозирующего устройства, можно продвинуть колесную пару в накопитель, или не меняя положение упоров, приступить к операции сборки на этой позиции эстакады, положив под колесную пару башмак, препятствующий смещению ее с этой позиции.
2. Расчет пневматического привода
Конструктивно ход поршня пневмоцилиндра подъема колесной пары S=500мм. Произведем расчет параметров пневмопривода подъема, который состоит из одного пневмоцилиндра одностороннего действия без возвратной пружины. Обратный ход поршня будет осуществляться под действием одъемной балки. Для цилиндра одностороннего действия без возвратной пружины условие равновесия поршня в цилиндре выражается уравнением
(1)Где Рн – номинальное тяговое усилие поршня, Н. Ро – суммарные силы сопротивления перемещения перемещения поршня в прямом направлении, Н
(2)Где РП – полезная нагрузка прямого хода, Н
РТ – сила трения в уплотнении поршня, Н
РИ – сила инерции массы частей
Расчетная конструкция
Рисунок 1.2: 1—кронштейн; 2—пневмоцилиндр подъема; 3—электромагнитный вентиль;
Определим полезную нагрузку прямого хода пневмоцилиндра где Рп—полезная нагрузка прямого хода, Н;
(3)Где 1—коэффициент, учитывающий количество пневмоцилиндров;
mКП—масса колесной пары , mКП=1500кг;
n—количество колесных пар на кронштейне, n=1
mк—массу кронштейна принимаем 60 кг
mн—массу подвижных частей принимаем mн=30кг
Полезная нагрузка прямого хода составит
Тяговое усилие поршня определяется
(4)Где 100—первородный коэффициент;
р—первородное давление в полости цилиндра, примем равным 0,33МПа
F—поршня, см2
Сила трения манжеты о стенку цилиндра определяется
(5)Где f-коэффициент трения манжеты о стенку цилиндра принимаем равным 0,15
D—диаметр цилиндра, см
в – высота манжеты, см
р—давление плотности цилиндра, МПа
Площадь трения
в манжетах по ГОСТ 6969-54 составляет от 0,33Fдо F. Для предварительных расчетов можно принять среднюю величину =0,66F. Тогда потери на трение в уплотнении поршня 
При прямом ходе
При расчете сил инерции можно принять, что разгон перемещаемых частей происходит с постоянным ускорением, м/с2
, (6)где S- ход пневмодвигателя, см
t- время перемещения пневмодвигателя, по расчету 5с
Сила инерции при прямом ходе, Н
, (7)Где m- масса частей, перемещаемых при прямом ходе
Подставив в уравнение условия равновесия поршня цилиндра значения отдельных составляющих, получим
(8)Заменив F на
и решив это уравнение относительно D, получим 
смПо ГОСТ 6969-54 выбираем манжету с наружным диаметром
D=26см, с вымотой b=2 смНоминальное значение номинального тягового усилия составит
Уточенное значение силы трения в уплотнении поршня определится
Уточенное значение силы инерции при прямом ходе
Уточненное значение суммарных сил составит
Условие равновесия поршня в рабочем цилиндре
Следовательно, пневмопривод одностороннего действия с рассчитанными параметрами работоспособен.Далее определяем диаметр штока
Проверяем шток на продольную устойчивость (Ркр>Рн)
Где Е- модуль упругости материала штока,
lшт-длина штока (
) 
Так как 19347>16526 следовательно условие на продольную прочность выполняется.
3. Выбор системы управления и составление структурной схему автоматического управления
Чтобы автоматизировать технологий процесс подачи колесной пары на демонтаж, необходимо решить вопрос выбора управления отдельными операциями процесса такими как: поперечным движением тележки, подъемом и опусканием колесной пары установленной на тележке, а также управление отсекателем колесных пар.