Методические указания рассмотрены и рекомендованы к изданию методическим семинаром кафедры автоматизации и роботизации в машиностроении мсф «15» мая 2010 г (стр. 1 из 3)

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Утверждаю

Декан МСФ

Р.И. Дедюх

« » 2010 г.

Рег.№169 от 25.05.2010г.

Д.П. Крауиньш

Автоматизированные приводы

Часть 1

Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Автоматизированный электропривод» для студентов IV..V курсов, обучающихся по специальности 151002 «Металлообрабатывающие станки и комплексы» и по направлению 150900 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств», магистерской программы «Динамика и акустика станочных систем» по курсу «Автоматизированные приводы»

Издательство

Томского политехнического университета

2010

УДК 62-8(076)

ББК 31.291я73

К787

Крауиньш Д.П.

К787 Автоматизированные приводы: Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Автоматизированный электропривод» для студентов IV…V курса, обучающихся по специальности 151002 «Металлообрабатывающие станки и комплексы» и по направлению 150900 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств», магистерской программы «Динамика и акустика станочных систем» по курсу «Автоматизированные приводы». Часть 1 / Д.П. Крауиньш. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2010. – 15 с.

УДК 62-8(076)

ББК 31.291я73

Методические указания рассмотрены и рекомендованы
к изданию методическим семинаром кафедры
автоматизации и роботизации в машиностроении МСФ «15» мая 2010 г.

Зав. кафедрой АРМ

кандидат технических наук __________С.Е. Буханченко

Председатель учебно-методической

комиссии __________ М.Г. Гольдшмидт

Рецензент

Кандидат технических наук, доцент кафедры АРМ Смайлов С.А.

Оглавление

Лабораторная работа №1. «Исследование быстрых периодических движений механизмов с помощью контрольно-измерительных устройств». 4

Лабораторная работа №2. «Исследование влияния прогрева двигателя на частоту вращения привода главного движения станка ТПК-125». 6

Лабораторная работа №3. «Чувствительные элементы автоматизированных приводов». 12

Лабораторная работа №1. «Исследование быстрых периодических движений механизмов с помощью контрольно-измерительных устройств».

Цель работы:

1. Ознакомиться с научной аппаратурой для проведения различных исследований.

2. Ознакомиться с необходимыми для автоматизации подготовительными материалами - циклограммами, тарировочными графиками и др.

Теоретическая часть:

Стробоскопический эффект 1) восприятие в условиях прерывистого наблюдения движущегося предмета неподвижным; 2) восприятие быстрой смены изображений отдельных моментов движения тела как непрерывного его движения. Стробоскопический эффект основан на инерции зрения, т.е. сохранения в сознании наблюдателя воспринятого зрительного образа некоторое (малое, обычно около 0,1с) время после того, как вызвавшая образ картина исчезла.

Рис. 1.1 Рис. 1.2

Принцип действия стробоскопического прибора (рис. 1.1) заключается в том, что совершающее периодическое движение тело (рис. 1.2) освещается импульсами света или делается видимым в отдельные, очень малые по сравнению с периодом колебаний (вращения) промежутки времени. При этом если частота f следования импульсов света совпадает с частотой f₁ колебаний тела, то оно кажется движущимся с частотой F=f – f₁. Если частота импульсов света кратная по отношению к частоте колебаний тела, то количество «видимых» тел зрительно кратно возрастает (см. рис. 1.3 и рис. 1.4).

Главное достоинство стробоскопического прибора – возможность измерять угловые скорости объекта без механического контакта с ним.

Рис. 1.3

Рис. 1.4

Задание:

Рис.1.5

1. Используя строботахометр типа «ТСт100» и цифровой фототахометр типа «ДТ-2234А» произвести калибровку и настройку различных (визуальных – рис.1.5) элементов задания скорости привода главного движения металлорежущего станка (универсального или станка с ЧПУ).

2. Построить диаграммы (графики) зависимости частоты следования импульсов источника света от «физических» оцифрованных отметок визуализатора (вариатора, потенциометра).

3. Сделать необходимые выводы:

3.1. О работоспособности (правильности настройки) исследуемого привода.

3.2. Каким способом (какими средствами) еще можно контролировать скорость и правильность настройки привода?

3.3. Не изменяя электромеханику органов управления станка (рис.5) предложите техническое устройство, позволяющее изменять скорость привода главного движения по управляющей программе.

Экспериментальная часть:

Контролируем №__ потенциометра токарного станка с ЧПУ ТПК-125.

Отметки

на станке

На тСт-100

Цифровой фототахометр

Строим графики зависимости частоты следования импульсов источника света (строботахометра) и цифрового фототахометра от меток потенциометра.

Перевести положение физических отметок в угловые меры и построить график зависимости частоты вращения шпинделя от углового положения ручки потенциометра – регулировочная характеристика.

Выполняем пункт 3 задания.

Отчет должен содержать:

1. Цель работы.

2. Описание работы.

3. Характеристики, полученные в результате выполнения лабораторной работы.

4. Схему устройства автоматизации с необходимыми пояснениями.

5. Выводы по работе.

Лабораторная работа №2. «Исследование влияния прогрева двигателя на частоту вращения привода главного движения станка ТПК-125».

Цель работы: Определение постоянной времени прогрева двигателя станка при заданном режиме работы (например S1) двигателя.

Инструменты и принадлежности:

· Станок ТПК-125

· Цифровой фототахометр типа «ДТ-2234А»

· Инфракрасный термометр типа « Infrared thermometer Center 350»

· Секундомер (часа)

Порядок работы: поясняется преподавателем

Теоретическая часть:

1. Режимы работы

1.1. Продолжительный режим работы S1 (рис. 2.1)

Работа машины при неизменной нагрузке Р и потерях Р_v достаточно длительное время для достижения установившейся (неизменной) температуры всех её частей (Θ_max).

1.2. Кратковременный режим работы S2 (рис. 2.2)

Работа машины при неизменной нагрузке Р в течение времени Δt_p, недостаточного для достижения всеми частями машины установившейся температуры, после чего следует остановка машины на время, достаточное для охлаждения машины до температуры, не более чем на 2°С превышающей температуру окружающей среды.

Мощность двигателя в кратковременном режиме S2 ориентировочно можно определить по формуле:

;

где: P_S1 – номинальная мощность двигателя в длительном режиме S1;

Т – постоянная времени нагрева двигателя.

При этом необходимо соблюдать условие:

1.3. Периодический повторно-кратковременный режим работы S3 (рис. 2.3)

Режим S3 – последовательность идентичных циклов работы, каждый из которых включает время работы при неизменной нагрузке, за которое машина не нагревается до установившейся температуры, и время стоянки, за которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды. При этом потери при пуске не оказывают влияния на температуру частей машины.

Мощность двигателя в повторно-кратковременном режиме ориентировочно можно определить по формуле:

;

где: β₀ – коэффициент уменьшения теплоотдачи при стоянке двигателя;

К₀ – отношение потерь холостого хода к потерям при нагрузке;

ПВ – относительная продолжительность включения, %.

1.4. Периодический повторно-кратковременный режим с влиянием пусковых процессов S4 (рис. 2.4)

Последовательность идентичных режимов работы, каждый из которых включает время пуска Δt_D время работы при постоянной нагрузке Δt_P, за которое двигатель не нагревается до установившейся температуры, и время стоянки Δt_R, за которое двигатель не охлаждается до температуры окружающей среды.