Технологический процесс балансировки (стр. 8 из 15)

По формуле (2):

Диаметр поршня пневмоцилиндра по подсчетам получился 5.73 мм, это обусловлено тем, что требуемое усилие поршня пневмопривода очень низкое. Настолько малых пневмоцилиндров не существует, поэтому выбираем пневмоцилиндр с минимально возможным диаметром поршня, но при этом ход пневмоцилиндра должен соответствовать нашим нуждам. Т.е. ход пневмоцилиндра не менее 120 мм. Выбираем пневмоцилиндр 24N2A16A125 фирмы CAMOZZI.

Это пневмоцилиндр фирмы CAMOZZI серии 24 (с магнитным кольцом на поршне) диаметра 16мм ход 125мм.

Расчет и выбор пневмоцилиндра задней колонны подъемного устройства.

Пневмоцилиндр задней колонны подъемного устройства поднимает и поворачивает тормозной барабан в вертикальное положение. Вес тормозного барабана в сборе со ступицей составляет 82 килограмма. Давление воздуха в пневмосети Автомобильного завода составляет 10 атмосфер. Значит по формуле (1):

По формуле (2):

Диаметр поршня пневмоцилиндра по подсчетам получился 5.73 мм, это обусловлено тем, что требуемое усилие поршня пневмопривода очень низкое. Настолько малых пневмоцилиндров не существует, поэтому выбираем пневмоцилиндр с минимально возможным диаметром поршня, но при этом ход пневмоцилиндра должен соответствовать нашим нуждам. Т.е. ход пневмоцилиндра не менее 645 мм. Выбираем пневмоцилиндр 25N2A25A700 фирмы CAMOZZI.

Это пневмоцилиндр фирмы CAMOZZI серии 25 (с магнитным кольцом на поршне, с демпфированием) диаметра 25мм ход 700мм.

Расчет электромагнитов.

Захватное устройство манипулятора представляет собой электромагнит [9]. Для выбора электромагнита захватного устройства нужно узнать вес, который оно должно поднимать. Для устранения максимально возможного дисбаланса нужно 8 больших и один маленький грузик. Вес маленького грузика составляет 60 грамм. Вес большого грузика составляет 90 грамм. Вес переходной пластины составляет 400 грамм.

Исходя из веса груза, учитывая, что между переходной пластиной и грузиками будет некоторый зазор, выбираем электромагнит УМ 4027 с запасом по усилию.

Удерживающее механизм фиксирующего устройства представляет собой электромагнит. Выбираем электромагнит УМ 7040 с запасом по усилию.

Таблица 11 Технические характеристики электромагнитов

Модель	Размер и вес						Технические параметры
a	b	c	d	e	Вес	Мощность	Сила удержания
Мм					Г	Вт	Кг
УМ 4027	40	27	26	6	M5	230	6	20
УМ7040	70	40	56	8	M4	800	19	150

4.2 Расчет элементов схемы электрической принципиальной силовой

Выбор автоматических выключателей:

Автоматические выключатели применяют для защиты от короткого замыкания и выбирают по максимально допустимым токам, т.е. по пусковым токам. Автоматический выключатель выбирается по номинальному напряжению и номинальному току, с соблюдением следующих условий:

(5)

где Uн.а.- номинальное напряжение автомата;

Uн.c. - номинальное напряжение сети;

Iн.а. - номинальный ток автомата;

Iдлит.- длительный расчетный ток сети.

Выбор вводного автоматического выключателя.

Определение токов:

Определим номинальный ток, потребляемый установкой по формуле:

(6)

где Р – мощность установки, Вт;

U – напряжение питания, В.

Учитывая, что пусковой ток превышает номинальный в 3-4 раза, получим:

, (7)

Используя формулы (6) и (7), найдем токи:

Выбираем автоматический выключатель серии АЕ20.

АЕ2046М-20РУХЛ4, с ближайшим большим значением номинального тока расцепителя :

Iном.рас = 40А.

Ток отсечки:

Iотс.рас = 12 Iном=480.

(8)

где Iном.уст.- номинальный ток установки, А;

Iмакс.уст.- максимальный ток установки, А.

По формуле (8):

40>38.9A,

180>155.6A.

Отсюда следует, что автоматический выключатель выбран верно.

Выбор автоматического выключателя сварочного полуавтомата.

Определение токов:

Определим номинальный ток, потребляемый сварочным полуавтоматом по формуле:

, (9)

где Р – мощность сварочного полуавтомата, Вт;

U – напряжение питания, В.

Используя формулы (9) и (7) найдем токи:

Выбираем автоматический выключатель серии АЕ20.

АЕ2046М-20РУХЛ4, с ближайшим большим значением номинального тока расцепителя :

Iном.рас = 20А.

Ток отсечки:

Iотс.рас = 12 Iном=240.

(10)

где Iном.уст.- номинальный ток полуавтомата, А;

Iмакс.уст.- максимальный ток полуавтомата, А.

По формуле (10):

20>15.2A,

240>60.8A.

Отсюда следует, что автоматический выключатель выбран верно.

Выбор автоматического выключателя сварочного робота.

Определение токов:

Определим номинальный ток, потребляемый сварочным роботом по формуле:

, (11)

где Р – мощность сварочного робота, Вт;

U – напряжение питания, В.

Используя формулы (11) и (7) найдем токи:

Выбираем автоматический выключатель серии ВА47.

ВА47-293Р, с ближайшим большим значением номинального тока расцепителя :

Iном.рас = 3А.

Ток отсечки:

Iотс.рас = 12 Iном=36.

(12)

где Iном.робота- номинальный ток робота, А;

Iмакс.робота- максимальный ток робота, А.

По формуле (12):

3>0.6A,

36>6.8A.

Отсюда следует, что автоматический выключатель выбран верно.

Расчёт блока питания постоянного тока 24В

Так как блок питания питает модули ввода/ вывода контроллера(24 В), реле и датчики, то необходимо определить суммарную потребляемую мощность этих электромагнитов, реле, датчиков.

Потребляемая мощность электромагнита = 17 Bm.

Потребляемая мощность реле = 1.2 Bm.

Общая потребляемая мощность всех электромагнитов и реле (Вт):

К модулям ввода контроллера подключены контактные элементы и датчики (работающие на разрыв регенерации). Потребляемая мощность контактных элементов подключенных к модулю ввода контроллера (Вт):

, (13)

где Iкэ – сила тока через контактный элемент, А;

Uпит – напряжение питания блока ввода контроллера, В.

По формуле (13):

Общая потребляемая мощность всех контактных элементов (Вт):

Потребляемая мощность бесконтактных датчиков подключенных к модулю ввода контроллера (Вт):

, (14)

где Pд – потребляемая мощность датчика, Вт;

Iвх – ток канала ввода контроллера, А.

По формуле (14):

Общая потребляемая мощность всех датчиков (Вт):

Определим суммарную мощность нагрузок блока питания :

(15)

По формуле (15):

В связи с полученными данными выбираем блок питания ближайший по номиналу [10]. Импульсный блок питания 24В 40А, 3-фазы QUINT-PS/ 3AC/24DC/40 Phoenix Contact (Германия). Технические характеристики блока питания Phoenix Contact приведены в таблице 12.

Таблица 12 Технические характеристики блока питания Phoenix

Параметр	Значение
Входные данные
Номинальное напряжение на входе, В	3x 400... 500
Продолжение таблицы 12
Параметр	Значение
Диапазон входных напряжений переменного тока, В AC	3x 320... 575
Диапазон входных напряжений постоянного тока, В DC	450... 800
Диапазон частот AC, Гц	45 Гц ... 65
Диапазон частот DC , Гц	0
Потребляемый ток, А	3 x 2,1 (400 В AC); 3 x 1,7 (500 В перемен. тока)
Импульс пускового тока, мс	25 (400 В AC); > 35 (500 В перемен. тока)
Выходные данные:
Номинальное напряжение на выходе, В DC	24 ±1 %
Диапазон настройки выходного напряжения, В DC	18... 29,5 (> 24 мощность постоянна)
Выходной ток, А	40 (-25 °C ... 60 °C, UOUT = 24 В DC; 45 (с резервом мощности POWER BOOST, -25 ... 40 °C, в непрерывном режиме, UOUT = 24 В DC; 215 (Технология SFB, 12 мс);
Остаточная пульсация, %	94 (при 400 В перемен. тока и номинальных значениях)
Напряжения изоляции на входе / выходе, кВ AC	4 (Типовое исп.); 2 (Выборочное исп.)
Степень защиты	IP20
Температура окружающей среды (при эксплуатации), °C	-25... 70 (> 60 - ухудшение характеристик)
Температура окружающей среды (хранение/транспорт), °C	-40 ... 85
Макс. допустимая относительная влажность воздуха (при эксплуатации), %	≤ 95 (При 25 °C, без выпадения конденсата)

5. Математическое описание системы управления и разработка алгоритма управления