ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1

Автоматичні лінії з агрегатних верстатів і нормалізованих вузлів

Мета

1.Ознайомлення з роботою лінії та її устаткуванням.

2.Вивчення принципу керування й послідовності роботи механізму лінії.

3.Вивчення конструкції та принципу дії окремих механізмів.

Теоретичні відомості

Одним з основних шляхів технічного прогресу сучасного виробництва є комплексна механізація й автоматизація. В галузі машинобудування якій характерне широке використання автоматичних верстатів і ліній. Автоматичні лінії є подальшим розвитком потокових ліній, для яких характерне розташування обладнання в порядку послідовності технологічного процесу.

Автоматична лінія - це комплекс основного, допоміжного, підіймально- транспортного обладнання та механізмів Вони забезпечують:

- виконання технологічних операцій у певній послідовності і заданим ритмом без участі людини (її функції полягають у контролі за роботою обладнання, налагодженні, навантаженні заготовок на початку та розвантаженні деталей в кінці лінії);

- автоматичне переміщення деталей транспортними засобами між окремими агрегатними лініями і при необхідності їх нагромадження.

Основні складові кожної автоматичної лінії: технологічне устаткування (верстати) для виконання передбаченої обробки, спеціальні пристосування для закріплення заготовок, які обробляють на робочих позиціях у заданому стані, транспортні засоби для переміщення заготовок по трасі лінії, завантажувальні пристрої, механізми для вивчення стружки, засоби механічного контролю продукції, пристрої керування лінією.

У машинобудуванні використовують лінії з поштучним уводом заготовок і поштучним видаванням оброблених деталей.

За принципом роботи ці лінії поділяють на 2 групи: синхронні (жорсткі) й асинхронні (гнучкі).

За характером установки оброблюваних заготовок автоматичні лінії поділяють на супутникові й безсупутникові.

За розташуванням транспортних засобів розрізняють автоматичні лінії з наскрізним і глухим переміщенням заготовок.

За характером руху заготовок автоматичні лінії поділяють на однопотокові та із розгалуженим потоком.

За типом убудованих верстатів розрізняють автоматичні лінії з універсальних, спеціальних та агрегатних верстатів.

Система керування автоматичними лініями

Більшість агрегатів і механізмів автоматичної лінії мають індивідуаль приводи зі своєю системою автоматичного керування (САК). їх цикли робот повинні бути пов’язані між собою, з роботою завантажувальних, транспортуючих, контрольних і сигнальних устаткувань.

Керування циклом роботи ліній здійснюють циклові САК: централізовані, децентралізовані, машинні.

В агрегатних автоматичних лініях найбільш поширені гідравлічні, пневматичні та електромеханічні приводи, цикли роботи яких можуть змінюватися. Тому для керування послідовною дією агрегатів АЛ широко використовують системи керування зі шляховим контролем, тобто з контролем виконання команд циклу роботи лінії або верстата.

Сигнали, що надходять від здавачів у систему керування, підтверджують виконання попередніх команд і формують наступну, яка надходить у виконавчий орган системи керування. На рис. 1.1 зображено блок-схему керування переміщенням робочого органу гідропривода.

На цій схемі позначено: КА - командоапарат; КВ1, КВ2 - здавальники шляху; ЕМ1, ЕМ2 - електромагніт гідравлічного золотника; X1,X2 - сигнали, які надходять від здавальників шляху в систему керування; F1,F2- команди, які дає система керування виконавчим органом - електромагнітом золотника.

Сигнали X1 свідчать про те, що робочий орган перемістився вперед. Для моменту його надходження він є опорним. Якщо робочий орган одразу ж повинен повернутися в початковий стан, то за сигналом X1 формується команда F1 на повернення робочого органу у вихідне положення. Здебільшого команда F1 формується із урахуванням команд, які надходять від усіх механізмів і пристроїв АВ, тобто залежно від комбінації вхідних сигналів X1,X2,X3...Х (стан комбінації сигналів).

Умову формування командного сигналу можна умовно імбразити графічно, де: X1,X2,X3...Х - комбінації сигналів, які надходять на вхід системи керування; X - опорний сигнал, тобто сигнал, який надходить на вхід системи керування.

Таке представлення всіх командних сигналів, зв’язаних певною послідовністю згідно з циклограмою, є основою для синтезу системи керування.

Виконавчими пристроями систем керування є електромагніти, контактори, електромагнітні муфти, гідро- і пневмозолотники.

Продуктивність автоматичного обладнання

При визначенні продуктивності автоматичного обладнання нстановлюється довгота (цикл Тц) виконання операції. Величину Тц у хвилинах слід визначати за формулою

Автоматизовані системи керування технологічними процесами металообробки

Автоматизовані системи керування технологічними процесами металообробки

АСУ металообробкою забезпечує автоматизоване керування процесом різання. Ціллю його може бути підвищення продуктивності обробки, її точності, зниження собівартості, підвищення частоти оброблювальної поверхні, І забезпечення надійності, підвищення коефіцієнта використання обладнання та ін. Перераховані фактори визначають показники якості АСУ, зміну яких можна досягти зміною управляючих сигналів на зміну швидкості різання, подавання, положення інструмента. З допомогою таких дій здійснюється керування технологічними процесами.

Типові технологічні процеси.

Технологічне обладнання АЛ, на якому здійснюються процеси обробки, є технологічними об’єктами керування. Для визначення адекватності технологічному процесові математичної моделі, як алгоритму керування і процесам, наведемо необхідні емпіричні залежності розрахунку режимів різання для типових технологічних операцій.

Точіння

Швидкість різання, м/хв., визначається за формулою

Потужність різання, кВт

а потужність подавання

де - коефіцієнт тертя в напрямляючих.

Стругання

Процес стругання можна розглядати як точіння ділянки деталі з безкінечно великим діаметром. Тому режими різання визначаються аналогічно точінню.

Свердління

Швидкість різання при свердлінні визначають за емпіричною формулою

Обертові моменти в Н м при свердлінні

звідки, знаючи кутову швидкість свердла , можна знайти потужність різання

Фрезерування

Головним рухом при фрезеруванні є обертовий рух фрези, а переміщення деталі відносно інструмента представляє рух подавання.

Швидкості V, мм/об, при фрезеруванні визначають

Зусилля різання:

а потужність різання в кВт вираховують за формулою:

Оптимізація режимів різання

Обробка на обладнанні проводиться при оптимальних режимах різання. Критерієм технологічної оптимальності є продуктивність. При обробці металів різанням проходять складні фізико-механічні процеси, явища пластичного деформування, структурні зміни, які знаходяться в певній залежності між собою. Функціональну залежність між стійкістю, швидкістю різання, глибиною різання та подаванням можна представити виразом

На вибір оптимального режиму впливають такі обмеження:

максимально допустима, еквівалентна та номінальна потужність електродвигуна.

Для оптимізації режимів різання необхідно вибрати критерії (нульову функцію) оптимальності. Якщо при металообробці основним показником вибрати продуктивність, то вона при токарній обробці рівна

Критерій оптимальності (нульова функція) може бути отриманий, якщо врахувати всю вартість знятого припуску за період стійкості. Для токарної обробки

Моделювання типових процесів металообробки

Математична модель, яка відображає зв’язок керуючих дій із контролюючими технологічними параметрами, може бути побудована на базі емпіричних залежностей, які використовуються при розрахунках режимів різання. Для токарної обробки зусилля різання

Процес обробки розглядається як безінерційний, стаціонарний. Якщо взяти за головну величину силу різання, а за вхідну - поздовжнє подавання, визначимо передавальну функцію процесу поздовжнього точіння:

Нехтуючи податливістю, розрахунок постійної часу різання можна cпростити й прийняти

На рисунку 1.3 зображено модель точіння з урахуванням гнучкої системи исрстат-пристрій та інструмент-заготовка з одним ступенем свободи (а) - фізична; (б) - аналогова Аналогічним шляхом можна обчислити передавальні функції інших процесів обробки. Зображена модель не враховує динаміки різання. Модель обробки повинна базуватись на динаміці системи, контуром оберненого зв’язку в якій є процес різання. В ньому різання зміна твердості заготовки і ширини зрізаного шару “В” приводить до коливань зусилля , у результаті чого здійснюється примусовий коливальний рух пружного переміщення інструмента у відносно статичного значення нормалі до поверхні різання (рис.3.а).

При цьому відхилення сили, яка діє в пружній системі при точінні, від її статичного значення буде

Визначення ефективності автоматичного обладнання.

Вивчити об’єкт обробки на АЛ (конструкція, основні розміри, технічні умови на виготовлення матеріалу і т.д.);

- 1.Вивчити заготовку (напівфабрикат) для обробки на лінії: метод отримання заготовки, операції обробки, що передували АЛ);

- 2.Вивчити технологічний процес обробки деталей на лінії, інструментальну статистику, режими обробки конструкцію й роботу цільових механізмів лінії та ін.:

- силові головки;

- механізми завантаження заготовок на лінії;

- транспортні механізми;

- механізми фіксації й затискування деталі (супутника) в робочій позиції лінії;

- механізми повертання і кантування деталі;

- механізми вилучення стружки і відходів з лінії;

- контрольні пристрої та механізми

3. Здійснити порівняльний аналіз вивчених цільових механізмів, встановивши відсоток нормованих і спеціальних (оригінальних) вузлів лінії.

- вивчити систему керування АЛ:

- скласти блок-схему керування;

- ознайомитися з конструкцією і роботою командоапарата;

- вивчити механізми пошуку поломок у схемах керування лінією.

1.7.Опрацювання дослідних даних

1.Скласти структурну схему лінії.

2.Розробити модуль автоматизованої системи керування ТП.

3.Скласти математичну модель ТП.

4.Зробити науковий висновок.

1.8.Контрольні запитання.

1.Сформувати основні ознаки гнучкої та жорсткої АЛ.

2.Дати визначення автоматичної лінії.

3.Вказати основні відмінності супутникової лінії від гнучкого автоматизованого комплексу.

4.За технологічним процесом скласти циклограму роботи лінії.

5.Визначити основні критерії оптимізації режимів різання.

6.Назвати типові технологічні процеси обробки і вказати основні відмінності процесу різання.

7.Встановити методику визначення передавальної функції процесу.

Використана література.

1.Малов А.Н., Иванов Ю.В. Основы автоматики и автоматизации производственных процессов. - М.: Машиностроение, 1974.

2.Волчкевич Л.И. и др. Комплексная автоматизация производства¬ми Машиностроение, 1983.

3.Справочник но обработке металлов резанием. Ф.Н.Абрамов и др. - Киев: Техника, 1983.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №2

Визначення продуктивності автоматичних ліній (АЛ)

Мета

1.Визначення основних положень теорії продуктивності АЛ.

2.Визначення за функціональними ознаками впливу циклових простоювань АЛ на її продуктивність.

3.Визначення ступеня диференціації та концентрації операцій АЛ із визначенням робочого циклу.

4.Визначення тривалості окремих складових циклу роботи АЛ.

5.На основі експериментальних даних побудувати циклограму роботи АЛ.

2.2. Короткі теоретичні відомості

Основні положення теорії продуктивності

Автоматична лінія в межах планового часу роботи може знаходитися в різних станах:

- працювати в заданому режимі;

- працювати, але з виконанням допоміжних операцій;

- простоювати по причині відмови окремих її елементів;

- простоювати з техніко-економічних причин.

Згідно з основними положеннями теорії продуктивності продуктивним є час Tp, який витрачається на виконання робочих ходів. Решта часу, за технологічним процесом, тратиться на холості ходи або на нециклові простої механізмів за технічних чи організаційних причин [2].Для автоматичних ліній безперервної дії технологічна продуктивні означає певну кількість об’єктів виготовлення за одиницю часу за умов безперервної роботи

Однак у технологічному процесі з'являються пази для завантаження, розвантаження чи інших додаткових операцій.

З появою холостих ходів довжина робочого циклу визначає циклову продуктивність АЛ при

Циклові й нециклові простоювання ліній

За функціональними ознаками всі не циклові простоювання можна розділити на:

- простоювання через заміну, регулювання, під налагоджування інструменту;

- простоювання обладнання лінії;

- простоювання з організаційних причин;

- простоювання з причини випуску бракованих об’єктів;

- простоювання через переналагодження лінії на інший режи роботи.

Всі простоювання можна віднести до нециклових утрат часу, які припадають на одиницю часу безперервної роботи або на одиницю виробу

Продуктивність і коефіцієнт використання автоматичних ліній із урахуванням довжин циклу Т та нециклових втрат можна виразити

Продуктивність лінії з урахуванням лише власних утрат називають технічною продуктивністю

Якщо на лінії випускається р виробів за цикл, то продуктивність

Визначення ступеня диференціації та концентрації операцій на АЛ

Аналіз лінії за продуктивністю полягає в тому, що зі усіх параметрів лінії вибирається один (х). Потім визначається вплив цього параметра х на всі затрати часу, тобто відшукуються функціональні залежності tр=f(х); tх=f(х); tвт=f(x)). Якщо всі залежності знайдено і визначено постійні, що не залежать від (x)тоді продуктивність буде функцією тільки одного параметра

Важливими при цьому параметрами, які необхідно визначити, є:

- число робочих позицій;

- число паралельних потоків.

Визначимо залежність продуктивності лінії від числа робочих позицій q для чого функціонально виразимо всі елементи затрат часу як функцію числа позицій.

- 1.Час робочих ходів tр при довготі послідовно виконуючих операцій tpo і при рівномірній диференціації визначиться

При нерівномірній диференціації час tр дорівнює найдовшій за часом операції обробки

- 2.Час холостих ходів tх залежить від швидкості переміщень та їх величин, а не від довготи обробки. Тому в розрахунках tх=0.

- Нециклові втрати інструмента також від диференціації та концентрації не залежать. У лінії з жорстким зв’язком вихід одного інструмента з ладу призводить до простоювання всієї лінії. Тому сумарні втрати інструмента , які належать до 1-го виробу, визначаться

де ai - час роботи одного інструмента в обробці одного виробу;

TI - час заміни i-го інструмента;

TI - стійкість і-го інструмента.

- 4.Нециклові втрати обладнання Tобл функціонально залежать від кількості позицій q в лінії. Якщо позначити втрати механізмів однієї позиції через Tei, то втрати всієї лінії із жорстким зв’язком будуть

Якщо підставити всі функціональні вирази в загальну формулу продуктивності, то отримаємо залежність технічної продуктивності однотипових ліній з жорстким зв’язком

Визначення тривалості окремих складових циклу роботи АЛ

Для більшості автоматизованих ліній цикл роботи, тобто послідовність роботи окремих механізмів і пристроїв, є типовим і складається з таких елементів:

- хід транспортера вперед, переміщення оброблювальних виробів на один крок;

- завантаження заготовок на позицію обробки;

- фіксація й закріплення заготовки на позицію обробки;

- швидке підведення інструментів, робочий хід (обробка), швидке відведення;

- розтискання оброблювальної деталі;

- розвантаження деталі з позиції обробки.

Взаємопов’язану послідовність роботи усіх механізмів автоматичної лінії подають у вигляді циклограми. Найпростіші з них показують лише фази руху механізму або пристрою. Такі циклограми будують для діючих автоматичних ліній з метою визначення послідовності та виявлення втрат часу в циклі. Знімання циклограми необхідно розпочати визначенням загальної тривалості. Слід враховувати, що при гідравлічному приводі тривалість як усього циклу, так і окремих його елементів може коливатися в значних межах. Тому необхідно зробити неодноразові замірювання і шляхом їх статичного опрацювання визначити середню тривалість, яка вказується в циклограмі.

Середнє значення тривалості робочого циклу визначають за формулою

Коли кількість замірювань незначна, тривалість циклу може бути , обчислено як середнє арифметичне результатів усіх замірювань.

Відомо, що тривалість робочого циклу - це проміжок між двома однаковими елементами робочого циклу, наприклад, між двома ходами крокового транспортера. Замірювання краще розпочинати не з початку елемента робочого циклу, а з кінця. Наприклад, якщо зафіксувати час між моментами початку руху транспортера, важко передбачити ці моменти, то відбудеться викривлення результатів. Але якщо зафіксувати проміжки між моментами закінчення руху транспортера, то спостерігач встигне приготуватися до натискування кнопки секундоміра й помилки вимірювання зменшуються.

Після того, як визначено тривалість робочого циклу, необхідно визначити час кожного елемента. Наприклад, на рис.1. зображено типове розміщення обладнання Замірювання тривалості робочого циклів кожного з елементів слід проводити послідовно. Для циклограми рис.2 після того як визначено загальну тривалість циклу (Т=65 сєк.), необхідно виконати кілька замірювань руху ходу транспортера й обчислити середній результат.

У даному випадку середній час ходу транспортера становитиме 6 секунд. Після цього потрібно перейти до визначення середнього часу затискування фіксування тривалості роботи всіх силових головок. Для цього спочатку потрібно визначити загальний час роботи головки - від запуску до зупинки в початковому положенні (для головки 1-54 с), а потім - тривалість окремих елементів робочого циклу (швидке підведення, подавання, відведення). Замірювання тривалості циклу силових головок, які працюють паралельно, необхідно проводити ретельно, щоб правильно виявити лімітуючу позицію з найтривалішою обробкою.

2.3. Хід виконання роботи

- 1.Вивчити технологічний процес обробки деталі на лінії.

- 2.Накреслити розміщення обладнання автоматичної лінії.

- 3.Зняти циклограму роботи автоматичної лінії.

2.4. Контрольні питання

1.Визначити границі режимів роботи АЛ.

2.Дати визначення технологічної та циклової продуктивності.

3.Визначення циклових і нециклових втрат АЛ.

4.Визначення ступеня диференціації та концентрації операцій.

5.Визначити середню тривалість роботи циклу.

Використана література

1.Малов А.Н., Иванов Ю.В. Основы автоматики и автоматизации производственных процесов-М.: Машиностроение, І974.

2.Волчкевич Л.И. и др. Комплексная автоматизация производства. М., Машиностроение, 1983.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № З

Дослідження статичних і динамічних характеристик електростатичних давачів методом математичного моделювання

Мета роботи:

- 1.Ознайомитися з конструкцією та принципом роботи датчика.

- 2.Зняти дослідним шляхом вихідну характеристику датчика.

- 3.Визначити ціну поділки і чутливість, а також встановити вплив напруги на точність роботи датчика.

Короткі теоретичні відомості:

В залежності від характеристик тіла розрізняють термометр розширення, манометричні термометри, термопари, термометри опору і пірометри випромінювання (оптичні, радіаційні, фотоелектричні та ін.).

Температурою називається величина, що характеризує степінь теплоти речовини. Це визначення температури базується на явищі теплообміну між двома тілами, що находяться в тепловому контакті. Найбільше розповсюдження набули методи визначення температур, побудовані на зміні наступних властивостей вимірюваного тіла при змінах температури: об’єм (довжина); тиск при сталому об’ємі; термоелектрорушійна сила в місті дотику двох різнорідних металів; електричний опір провідників; інтенсивність випромінювання нагрітих: тіл.

Біметалічні термометри розширення найбільш часто використовуються в релейних системах і являють собою дві тонкі металічні пластинки з різними температурними коефіцієнтами лінійного розширення (наприклад, інвар і сталь), жорстко з’єднані між собою по всій площі дотику. В стержневому (дилатометричному) термометрі розширення при зміні температури проходить і розтягнення стержня (кварцевого чи з інвара), що впирається в дно стальної трубки. Манометричні термометри використовуються в регуляторах прямої дії.

В автоматичних регуляторах найбільш часто використовуються термометри опору і термопари.

Дія термометрів опору базується на зміні опору провідників і напівпровідників в залежності від температури. Найбільш широке використання в якості здавачів температури отримали металічні і напівпровідникові (термістори) термоопору.

Металічні термоопори виготовляються з чистих металів: міді, заліза, нікелю та платини. Залежність опору від температури приблизно підпорядковується лінійному закону до температур 100-200°С, а вище цих температур відхиляться від лінійності різноманітної для різних металів (наприклад, для міді в межах -50 +150‘С). З збільшенням температури опір таких датчиків зростає. Залежність опору від температури виражається наступним чином:

де R-опір при робочій температурі;

R -опір при 0°С;

а - температурний коефіцієнт опору (для міді a= 4,Зх103 ).

Найбільш стабільний та часто використовуваний в автоматиці є ній ціновий термооїгір. Його характеристика в діапазоні температур -50+ +660° C виражається формулою:

Платинові термометри опору позначаються ТСЛ, мідні-ГСМ Платина використовується у вигляді тонкого дроту діаметром 0,05-0,07 мм, мідь в виді дроту діаметром 0,1 мм.

В вітчизняних термометрах величина опору давача складає для платинових 10,46 і 100 Ом, для мідних-53 і 100 Ом (при / = 0°С). Одним з недоліків термоопорів є велика інерційність (стала часу), що досягає декількох хвилин. Передаточна функція такого давача:

К - коефіцієнт підсилення;

Т- стала часу.

Напівпровідниковий термоопір, в якого електричний опір різко зменшується при збільшенні температури, називається термістором. Термістори виготовляються з окисів металів (окису міді, нікелю, марганцю, кобальту, рійну тощо), а також із сульфідів, нітридів і карбідів цих металів. Залежність між опором і температурою для широкого класу напівпровідників виражається формулою:

де А і В - постійні; Т- температура, К.

Чутливість напівпровідникових термоопорів значно вища, чим металічних. Термістори при температурі 20 °С мають опір від сотень до сотень тисяч Ом. Вони можуть працювати при температурах від -100 °С і нижче до 400 Со і вище. Постійна часу термісторів в залежності від конструкції може змінюватися від долей секунди до десятків секунд.

Термоелектричні датчики (термопари) складаються з двох різнорідних провідників (термоелектродів) А і Б, кінці яких спаяні між собою {Рис. 3.1). При різній температурі в точках з’єднання (t1 і t2) в ланцюзі термопари з'являється EРС тим більша, чим більша різниця температур на її кінцях. Робочим кінцем термопари називається, спай, розміщений в середовищі температур яку потрібно виміряти. При використанні термопари в якості давача її попередньо градуюють, тобто визначають залежність ЕРС від температури робочого кінця при певній температурі вільного кінця, яка рівна 0 і 20 °С.

Термоелектроди можна поділити на термопозитивні й термонегативн Термопозитивними називають термоелектрод, на якому при з’єднанні його з хімічно чистою пластиною при температурі робочого кінця, вищою, ніж температура вільного кінця, утворюється позитивний потенціал відносно платини. Термонегативним називають термоелектрод, на якому в тих умовах утворюється від’ємний потенціал відносно платини.

В табл. 3.1 наведено термопари, які є найпоширенішими у застосуванні . Їх робоча температура використання при тривалому нагріванні і термо-ЕРС, також при максимально робочій температурі вільного кінця – 0оС. У найменуванні термопар першим вказано позитивний термоелектрод.

Конструктивні форми виконання термопар досить різноманітні. їх постійна часу змінюється від кількох хвилин до десятих долі секунди. Термопари використовуються при регулюванні температури електронним регулятором ЄР-Т-59 та ін.

Передавальна функція датчиків

Хід виконання роботи

- Ознайомитись з конструкцією та принципом роботи різних типів термічних датчиків.

- Отримати допуск до виконання лабораторної роботи.

- Визначити статичні й динамічні характеристики термоелектричних давачів у відповідності з варіантом.

- Представити отримані характеристики в табличному вигляді.

- Оформити звіт.

Звіт з лабораторної роботи повинен містити:

1. Мету.

2. Короткі теоретичні відомості.

3. Функційні залежності.

4. Таблиці функційних залежностей.

5. Висновки.

3.5. Контрольні запитання

1.Пояснити принцип дії біметалевого термометра розширення?

2.На чому базується робота термометрів опору?

3.В чому полягає залежність опору від температури в термоопорах?

4.Перерахувати недоліки термоопорів?

5.Що таке термістор?

6.Яким чином конструкція термісторів впливає на сталу часу?

7.З чого складаються термоелектричні датчики?

8.Що таке робочий кінець термопари?

9.Пояснити різницю між термопозитивними і термонегативними термоелектродами?

10.Де використовують термопари?

Використана література

1. Погорелов В.Н., Тюшев B.C. Гидропневмопривод и автоматика. - Л.: Издательство СЗПИ, 1968. - 431 с.

2. Кузьо И.В., Шевченко Т.Г. Расчет и контроль установки агрегатов непрерывного производства. - Л.: Вища школа, 1987. -175 с

3. Скобло Д.И., Глибин И.П. Автоматический контроль и регулирование процессов пищевых производств. К.: Техника, 1974.-488 с.

4. Чижов А. А. Автоматизированое регулирование и регуляторы в пищевой промышленности. - М.: Машиностроение, 1984. - 375 с.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №4

Дослідження диференційного індуктивного давача (регулятора)

Мета

1. Дослідження диференційного індуктивного давача (перетворювача] й використання його для активного контролю розмірів деталей.

2. Ознайомлення з конструкцією та принципом дії індуктивного

3. Знімання дослідним шляхом вихідної характеристики давача при двох значеннях напруги живлення

4. Визначення ціни поділки і чутливості, а також встановлення впливу напруги на точність роботи давача.

Короткі теоретичні відомості

Принцип дії індуктивних давачів полягає в зміні їх індуктивності та взаємоіндукції. Вони працюють з допомогою струму і широке використовуються в приладах автоматики для вимірювання малих кутових і лінійних механічних переміщень. Також можуть використовуватися для вимірювання та контролювання родини, газу, температури, зусилля, швидкості, прискорення та ін.

До переваг індуктивних давачів відносять: простоту конструкції й надійність у роботі, так як відсутній ковзаючий контакт; відносно велику величину потужності на виході давача, що дає можливість підєднувати безпосередньо до нього контрольний прилад; можливість живлення промисловою частотою. Недоліком простого індуктивного давача є залежність його характеристики від частоти джерела живлення, що впливає на точність роботи.

Простий індуктивний давач, виконаний на одному осерді, являє собою магнітний ланцюг із повітряним зазором (рис.4.1.а). Цифрами позначено: 1 - магнітопровід; 2 - якір; 3 - котушка індуктивності; 4 - навантаження (вимірювальний прилад). Магнітопровід і якір виготовлені з магнітом'якого матеріалу. Вихідним параметром індуктивного давача є зміна індуктивності L (або повного опору Z) обмотки осердя при зміні величини повітряного зазору (і як результат - зміна струму Ін або напруги на виходу).

За наявності невеликого зазору індуктивність котушки L (дроселя) із змінним зазором без урахування реактивного опору, зумовленого втратами на вихрові струми й гістерезис, визначиться:

Магнітний потік:

Підставивши (2) і (3) в (1), одержимо значення індуктивності дроселя:

На основі аналізу отриманого виразу можна зробити висновок, що при незмінних конструктивних параметрах давача та при постійній напрузі джерела живлення струм у колі навантаження залежить від величини повітряного зазору

Ця залежність відображається графічно і називається вихідною характеристикою давача

Змінити повітряний зазор можна шляхом переміщення якоря, що використовується в давачах переміщення. Якщо в повітряний зазор помістити феромагнітне тіло, розміри якого незмінні, а змінюються тільки властивості матеріалу, то такий давач може бути використано для визначення складу даного матеріалу.

Звичайно робочу точку індуктивного давача вибирають посередині прямолінійної характеристики (див. рис.4.1б, точка В). Цій точці відповідає початковий струм навантаження

Перевагами розглянутих вище індуктивних давачів є:

- висока чутливість;

- надійність роботи;

- тривалий термін служби;

- велика потужність на виході (до сотень вольт-ампер).

Недоліки:

- нелінійність характеристики;

- наявність струму холостого ходу на виході датчика при нульовому положенні якоря, тобто при 4х=0;

- необхідність значних зусиль для переміщення якоря, так як у процесі роботи датчика на якір діє тягове зусилля з боку електромагніту.

Вказані недоліки відсутні в реверсивних (двотактових) датчиках, які можуть бути виконані або за диференційною (рис.4.2а), або за мостовою (рис.4.2б) схемах, у принципі давач являє собою сукупність двох нереверсивних давачів із загальним якорем. При використанні Ш-подібного і сталевого магнітопроводу розміри датчика зменшуються, крім того, полегшується технологія намотування котушки. Диференційний індуктивний ткач потребує два окремих джерела напруги U~/2, для чого в схемі і див.рис.4.2а) використовують трансформатор ТР. Схему, зображену на цис.4.2б виконано за принципом мостової схеми на змінному струмі.

При середньому положенні якоря індуктивний опір обох котушок однаковий і струм, який протікає в колі навантаження Ін=0. Тягові зусилля, які діють на якір від двох котушок, взаємно компенсуються по всьому діапазону переміщення якоря. Однак треба відзначити, що повна сил можлива тільки при середньому положенні якоря. При його відхиленні якоря в той чи інший бік від середнього положення величина індуктивного опору котушок і в навантаженні з'являється амплітуда якого пропорційна зміщенню якоря від середнього положення.

Використання мостових і диференційних схем дозволяє значно розширити лінійну ділянку статичної характеристики індуктивного давача.

Крім цього такі давачі мають більшу чутливість і меншу температурну похибку, більшу точність.

Статичну характеристику реверсивного давача зображено на рис.4.2в (крива 3). Ця характеристика (загальна) побудована шляхом алгебраїчного гумування ординат характеристик кожного з нереверсивних давачів (1 і 2). Чутливість реверсивної схеми в два рази більша, ніж нереверсивно. При використанні фазочутливих детекторів можна фіксувати не тільки величину, але й напрям зміщення якоря за допомогою приладу, з нульовою позначкою посередині шкали.

До недоліків реверсивних давачів відносяться:

1.Технологічна складність установки на нуль (Ін0). Пояснюється тим, що в процесі налагодження схеми важко забезпечити рівність активних і реактивних опорів.

2.Наявність струму розбалансу через неповну симетрію схеми (при

3.Зменшення чутливості схеми при збільшенні

4.Низький к.к.д. через втрати в опорах мостових давачів (їх чутливість в 2 рази менша, ніж диференційних).

Опис експериментального обладнання

Прилад АНІТНМ 357/ДІ-І призначений для контролю розмірів деталі в процесі шліфування методом вирізування. В комплект входять два основних вузли: давач ДУ-2 і електронний перетворювач - блок АНІТУМ-357, що містить підсилювач, електронне реле ЕР, вимірювальний прилад.

У приладі АН1ТУМ 357/ДІ-І порівнюються моменти співпадання розміру виробу з розміром еталона, що характеризується балансом вимірювального моста змінного струму, утвореного обмотками диференційного трансформатора і котушки диференційного давача.

Сигнал, що надходить в електронний блок, позв’язаний із розміром виробу й використовується для керування електромеханічним реле, що видає команди керування верстатом. Водночасно сигнал надходить на вимірювальний прилад, який служить для візуального контролю за обробкою деталі.

Величина струму, що протікає через вимірювальний прилад, визначається плітудою сигналу, який залежить від переміщення якоря давача відносно токи балансу.

Технічна характеристика приладу АШТІМ 557/ДІ-І.

Хід виконання роботи

1.Ознайомитися з конструкцією та принципом роботи різних типів індуктивних давачів.

2.Зняти покази вимірювального приладу залежно від переміщення якоря давача три рази і вивести середнє значення.

3.Визначити чутливість приладу в межах прямолінійної ділянки характеристики за формулами

1.Встановити за допомогою регулюючого гвинта якір давача в положення "нульової” поділки (позначка на приладі АНІТІМ 357).

2.Переміщувати якір давача в крайнє верхнє положення, через кожні0,02 мм фіксувати покази вимірювального приладу. Отримані дані записати в таблицю 1.

3.За формулою (4.10) встановити чутливість і ціну поділки вимірювального приладу.

Опрацювання дослідних даних

1.Скласти принципову електричну схему дослідної установки.

2.Перелічити обладнання та прилади, використані в роботі.

3.Зняти показники вимірювання, дані записати в табл. 4.1.

4.За допомогою формул встановити чутливість і ціну поділк вимірювального приладу.

5.На основі показників приладу нарисувати функціональну вихідн характеристику давача при різних значеннях напруги.

6.Зробити науковий висновок.

Контрольні запитання.

1.У чому полягає принцип дії індуктивного давача?

2.Які переваги та недоліки індуктивних давачів?

3.Пояснити будову індуктивного давача?

4.Яким шляхом побудовано характеристику реверсивного давача?

5.Які недоліки реверсивних давачів?

6.Пояснити принцип роботи приладу АНІТУМ - 357.

7.Яким чином можна змінити повітряний зазор, що використовуєш в давачах переміщення?

8.Де вибирають робочу точку індуктивного давача?

9.Яку функцію виконує сигнал, що надходить в електронний блок?

10.Від чого залежить величина індуктивного опору котушки.

Використана література

1.В.М. Шляндин. Элементы автоматики и счетно решающие устройства. - Машиностроение, 1967.

2.А.М. Туричин. Электрические измерения неелектрических величин. - Энергия, 1966.

3.А.Н. Малов, Ю.В. Иванов. Основы автоматики и автоматизации производственных процессов. - М.: Машиностроение, 1974.

4.Л.И.Волчкевич и др. Комплексная автоматизация производства. - М.: Машиностроение, 1983.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №5

Дослідження конструкції вібраційного лотка транспортера

Мета

1.Ознайомлення з конструкцією вібраційних лотків-транспортера.

2.Експериментальне визначення граничних кутів підйому для різки матеріалів при різних визначеннях параметра режиму й побудувати криву

5.2. Короткі теоретичні відомості

Якщо лоток (рис.5.1.) коливається по синусоїдальному закону Аsin під деяким кутом до його поверхні, то при певних умовах виникає спрямова переміщення виробу, що лежить на лотку. Процес вібраційного переміщень складається з ряду етапів, які чергуються: розгону, спільного руху виробу з лотком, вільного польоту і гальмування. Кількість і порядок слідування етапів якісно визначають режими вібраційного переміщення.

Вибір також буде переміщуватися в двох взаємноперпендикулярних напрямках. Середня швидкість переміщення виробу вздовж осі називається транспортною швидкістю. Вона значною мірою залежить від характеру руху виробу по осі Y. Рухові виробу по осі Y характерні два режими: безвідривний і відривний. У безвідривному режимі виріб увесь час перебуває в контакті з лотком. У відривному режимі він періодично відривається від лотка і здійснює вільний політ. Швидкість транспортування виробу по лотку виражається як деяка доля Цйксимальної швидкості лотка у напрямку X.

Середню швидкість вібротранспортування виробу зручно представити у вигляді безрозмірної величини - коефіцієнта швидкості

Показує, в скільки разів максимальне значення нормального прискорення лотка більше ніж складова прискорення вільного падіння gcosa в тому ж напрямку. При <1 режими вібропереміщення безвідривні, при >1 — наявний етап вільного польоту вибору (відривні режими).

Характеризує вплив повздовжньої складової амплітуди коливань лотка і коефіцієнта тертя на коефіцієнт швидкості Кс. Із (5.9) і (5.11) випливає, що

Вібраційний лоток транспортер, виконаний за двомасовою схемою і настроєний на дорезонансний режим роботи. Однією з мас лотка транспортера (рис.5.5) є жолоб 1, який являє собою зварну конструкцію з двотавра і кутника, другою - реактивна маса, виконана у вигляді двох щік 10 і 11, вписаних у конструкцію жолоба. Щоки жорстко пов’язані між собою через розпірну втулку 12 і корпус 7 вібратора. Розпірна втулка 12 і корпус 7 розміщені з зазором у відповідних вікнах ребра двотавра. Обидві маси з’єднані між собою пружною системою, яка складається з чотирьох пакетів плоских пружин 2, нахилених під кутом 14° до нормалі жолоба в бік, протилежний напрямку руху. При будь-якому куті нахилу лотка до горизонту кут а=14°, тобто постійний.

Верхні кінці пружин через прокладки закріплені нерухомо на щоках 10 і 11 а нижні - аналогічним способом через башмаки 3 до нижньої полиці тавра робочого органу.

Обидві маси розміщені таким чином, що їх центри лежать на прямій, нормальній до площини похилих пружин, або ж суміщені, що усуває паразитні крутні коливання лотка-транспортера.

Вся конструкція виступами пружин, виконаними в точках, де коливання відсутні (нульових точках), через гумові втулки-амортизатори 9 опирається на нерухомі стінки 8. Внаслідок обернено пропорційної залежності мас їх амплітуд нижні кромки виступів виконані в точках, які поділяють робочу довжину плоских пружин на частини, обернено пропорційні до мас.

Приводом лотка транспортера є електромагнітний вібратор. Його електромагніт 6 і якір 5 розташовані в спеціальному вікні ребра двотавра і закріплюються відповідно до щік 10 і 11 та до робочого органу 1. Котушка ектромагнітного вібратора ввімкнена в мережу змінної напруги через ЛАТР, забезпечує регулювання напруги, яка подається на котушку - збурюючої сили і амплітуди коливань жолоба.

Частота робочих коливань лотка-транспортера дорівнює 100Гц.

Прилади й обладнання

1.Вібраційний лоток-транспортер із електромагнітним приводом матеріал транспортуючого жолоба, сталь.

2.Платформа зі змінним кутом нахилу до горизонту, яка має шкал; кутів нахилу.

3.Мікрометричний пристрій для вимірювання повздовжньо складової амплітуди лотка-транспортера.

4.Зразки циліндричної форми з різних матеріалів.

5.Дзеркало.

Опис дослідної установки для проведення експерименту

Установка (рис.6) складається з вібраційного лотка-транспортера 5, розміщеного на похилій платформі 2. Кут нахилу лотка до горизонту відраховується за кутовою шкалою 3. Амплітуда коливань лотка-транспортера регулюється лабораторним автотранспортером (ЛАТРом) 1. Вимірюванні амплітуди повздовжніх коливань Ап здійснюється за допомогою, мікрометричного пристрою 4.

Мікрометричний пристрій для вимірювання амплітуди (рис. 7) складається з мікрометра 2, корпус якого закріплено на нерухомому стояку 1 і планки 4 з підпруженим контактом - упором З (пружин на схемі не зображено). Планка 4 жорстко пов’язана з жолобом лотка-транспортера.

<Встановити задану амплітуду повздовжніх коливань можна так: мікрометричний гвинт підвести до підпружиненого упора при ввімкненому лотку, тобто при нерухомій планці, й зняти показ шкали мікрометра. Закінчення підведення мікрометричного гвинта засвідчує зникнення щілини між упором і мікрометричним гвинтом. Щілину зручно спостерігати на фоні білого листка паперу. Потім мікрометричні гвинти підводять до упора на величину, що дорівнює амплітуді повздовжніх коливань і повільно повертають ручку ЛАТРа доти, поки не виникне стук. Поява стуку свідчить, що жолоб лотка-транспортера коливається за заданою амплітудою./p>

Після цього напруга записується на шкалі вольтметра ЛАТРа U і гвинти відводять від упора на деяку відстань. При проведенні експерименту на заданій амплітуді необхідно постійно слідкувати за напругою на шкалі вольтметра. У випадку відхилення напруги поворотом ручки ЛАТРа відновлювати її.

Хід та порядок виконання роботи

Встановити на лотку розрахункову амплітуду коливань і, поклавши на жолоб зразок, поворотом платформи 3 (рис.5.1) домогтися такого положення при якому швидкість зразка дорівнюватиме нулю (Кс=0). Зафіксований при цьому за шкалою 2 (рис 1.) кут а записати в таблицю в графу, що відповідає коефіцієнту тертя і значенню попереднього Цей експеримент провести для кожного із трьох зразків з різними коефіцієнтами тертя і кожного з п’яти значень (усього 15 експериментів).

За знайденими експериментальними кутами обчислити дійсні шачення за форхмулою (9) і записати у відповідні графи таблиці 5.2.

Опрацювання дослідних даних

1. Опрацювати теоритичні відомості під час самостійної підготовки.

2. Провести проміжні розрахунки, їх результати записати в таблиці

3. Представити ескіз дослідної установки.

4. Зняти експериментальні дані для різних матеріалів і обчислити дійсні значення.

5. Побудувати графіки залежності

6. Зробити науковий висновок.

Контрольні запитання .

1. Дати визначення закону коливання вібраційного лотка.

2. Записати амплітуду А вібролотка.

3. Дати визначення транспортної швидкості.

4. Написати формулу середньої швидкості вібротранспортування виробу.

5. Під яким кутом нахилу неможливе транспортування виробу на лотку?

6. Назвати приводи вібролотків і вказати їх характерні особливості.

7. Вказати частоту робочих коливань лотка.

Використана література

1.Повидайло В.А. ’Расчет и конструирование вибрационних питателей: Машгиз,1962.

2.Повидайло В.А., Щигель В.А. Расчет вибрационных лотков-транспортеров для ориентированных заготовок: Передовой научно-технический опыт, №М-62-225/15, ГОСИНТИ, Москва, 1962.

3.Камышный Н.П. Автоматизация загрузки станков,- Машиностроение, 1972.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №6

Експериментальне визначення коефіцієнта швидкості для двох масового вібраційного лотка-транспортера

Мета

1.Ознайомлення з конструкцією і принципом роботи двох масового вібраційного лотка-транспортера.

2.Експериментальне визначення залежності коефіцієнта швидкості від нормальної складової амплітуди коливань лотка.

Короткі теоретичні відомості

Переміщення заготовки по лотку забезпечується за рахунок сили тертя F, значення якої можна визначити за формулою

Величина сили тертя F не може бути більшою добутку Gf ,де f- коефіцієнт тертя заготовки по лотку, а після підстановки

Переміщення заготовки А по лотку В можливе тільки тоді, коли лоток коливається з різними прискореннями в напрямку стрілок С і Д.

При гармонійному законі коливанні руху, який дозволяє працювати в умовах резонансного та білярезонансного настроювання завантажувального пристрою, лотку, який встановлений під кутом , надається коливний рух під кутом

Режими роботи вібролотків (вібробункерів) можуть бути різними і складатися з ряду етапів: розгону, гальмування, вільного польоту, другого гальмування та сумісні руху з лотком. Схеми руху заготовки по лотку зображено на рисунк 6.2

Диференціальні рівняння в початковий період руху заготовки в системі координат Х та Y (рис 6.2) такі:

Швидкості різних етапів і величини шляхів, які проходить заготовка визначають так:

- для позиції розгону

У цих формулах: f-коефіцієнт тертя, фазові кути при русі заготовки на лотку. Ефективність роботи лотків (бункерів) характеризується коефіцієнтом швидкості Кс величиною відношення середньої (швидкості руху заготовки до максимальної швидкості руху лотка

Порушення плавності руху заготовок проходить при постійній швидкості їх ударів з лотком, що виникають у результаті мікропольотів заготовок, які залежать від параметра значення якого є безрозмірною величиною та визначається за формулою

Прилади та інструменти

1. Вібраційний лоток-транспортер.

2. Відрахунковий мікроскоп для вимірювання амплітуди коливань.

3. Секундомір.

4. Циліндричні зразки транспортуючих виробів з різних матеріалів.

5. ЛАТР.

Опис установки для проведення експерименту

Експериментальна установка (рис.6.3) складається з вібраційного лотка- транспортера 7, відрахункового мікроскопа 2 для виімірювання амплітуди робочого органу лотка, лабораторного трансформатора (ЛАТР) 3 для регулювання амплітуди коливань робочого органу.

Відрахунковий мікроскоп (рис.6.4) складається з корпуса 3, нерухомо закріпленого в штативі 5, тубуса 4 з об’єктивом, який може переміщуватися в корпусі вздовж осі, а окуляр переміщується відносно тубуса обертанням головки окуляра. Між об’єктивом і окуляром на тубусі 4 розташована шкала 2.

Переміщенням тубуса забезпечується чіткість зображення, а переміщенням окуляра - чіткість шкали. Амплітуда коливань лотка фіксується на шкалі мікроскопа у вигляді розтягнутої світлової плями. Вона утворюється від малого отвору в діаграмі 6, розташованій на лотку 7 і підсвіченій ззаду джерелом світла 8. Для відрахування амплітуди коливань (рис.6.4) необхідно обертанням тубуса встановити шкалу так, щоб її риски 2 були перпендикулярні до лінії світлової плями 1, після чого можна визначити розмір лінії світлової плями за шкалою. Множення числа поділок на 0,1 мм (ціна поділки мікроскопа) дає величину розмаху коливань (подвоєної амплітуди) у мм.

Порядок виконання роботи

За допомогою ЛАТРа і відрахункового мікроскопа встановити на лотку розмахи 2 А в мм: 0,3; 0,4; 0,5; 0,6. Для кожного з трьох вказаних викладачем циліндричних зразків з різними коефіцієнтами тертя визначити середню швидкість переміщення для всіх заданих амплітуд А. Швидкість визначається фіксацією секундоміром часу t, за який зразок пройде вас довжину лотка l=7,2 м, за формулою

Результати вимірювань і підрахунків записати в таблицю 2.

Для кожної амплітуди А обчислити її нормальну Ан і повздовжню Ап вкладові за формулами (6.1) і (6.2).

Обчислити максимальну повздовжню швидкість лотка.

Обчислити коефіцієнт швидкості Кс. Побудувати графіки Кс=Кс (Ан )для ножного з трьох зразків. На кожній кривій вказати коефіцієнт тертя виробу по лотку. Коефіцієнти тертя використаних матеріалів наведено в таблиці 6.1.

Порядок оформлення

1.Вказати мету роботи.

2.Накреслити схему експериментальної установки (рис. 6.3).

3.Розрахувати коефіцієнт швидкості Кс для однієї з амплітуд Ан.

4.Накреслити таблицю з результатами розрахунків для всіх амплітуд і зразків а також графіки Кс=Кс (Ан ).

Контрольні запитання

1. При якій умові проходить рух заготовки з лотком?

2. Написати диференціальні рівняння початкового періоду руху заготовки на лотку.

3. Назвати основні етапи режиму роботи віброкотка.

4. Обчислити швидкість переміщення заготовок.

5. Визначити коефіцієнт швидкості.

Використана література

1.Повидайло В.А. Расчет и конструирование вибрационных питателей. Машгиз, 1962.

2.Камишний Н. И. Автоматизация загрузки станков. М.: - Машиностроение, 1977. 285 с.

3.Волчкевич Л. И., Кузнецов М. М., Усов В. А. Автоматы и автоматические линии. М.: Высшая школа, 1976, -ч.2,336 с.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №7

Складання циклограми роботи й визначення продуктивності РТК

Мета

1. Будування циклограм й роботи РТК. Визначення техніко-економічного показника РТК.

Короткі теоретичні відомості

Одним із основних шляхів розвитку сучасного виробництва є комплексна механізація та автоматизація, якій характерне широке використання автоматичних ліній та роботизованих комплексів.

Автоматичні верстатні системи, до складу яких входить промисловий робот, називають роботизованими технологічними комплексами (РТК). РТК Визначається як сукупність одиниці технологічного обладнання, ПР та засобів оснащення, яка автоматично функціонує і здійснює багаторазові цикли. ( творення РТК відбувається у двох напрямках:

- створення однопозиційних РТК, в яких завантажувальний ПР обслуговує один верстат;

- створення багатопозиційних РТК, в яких транспортно-завантажувальний ПР обслуговує кілька верстатів.

Як правило, роботизовані комплекси складаються з технологічного обладнання, роботів або маніпуляторів, пристроїв для подавання, транспортування й складання деталей. Роботизовані комплекси повинні убезпечувати виконання всіх технологічних операцій у певній послідовності, з заданою продуктивністю і точністю робота РТК повинна здійснюватися чітко їй циклограмою його роботи. Циклограма - графічне зображення послідовності, тривалості й узгодженості в часі всіх операцій робочого циклу обробки деталей. Циклограми будують з метою визначення послідовності операцій виявлення втрат часу в циклі.

Зняття циклограми необхідно розпочати з визначення загальної тривалості циклу. Бажано провести неодноразові заміри і шляхом їх статистичного опрацювання, визначити середню тривалість циклу.

п - кількість замірів;

Т-тривалість і-го циклу.

Відомо, що тривалість робочого циклу - це проміжок між двома однаковими елементами робочого циклу.

Після того, як визначена тривалість робочого циклу, необхідно визначити мас кожного елемента. Слід пам’ятати, що деякі складові циклу, наприклад і свердління, складається з швидкого підведення інструмента, робочий хід, швидке відведення інструмента. Необхідно заміряти кожен із цих елементів.

В умовах лабораторних робіт баланс продуктивності може бути складений тільки приблизно.

Відомо, що технологічна продуктивність

де Т - робочий цикл у хвилинах;

ƞ - коефіцієнт використання.

Величина Т береться з циклограми роботи. Фактичну продуктивність і значної помилки слід брати рівною програмі випуску з урахуванням її можливого перевиконання.

Хід роботи

1.Вивчити ТП обробки на РТК.

2.Накреслити розміщення обладнання.

3.Визначити тривалість робочого циклу.

4.Визначити тривалість окремих операцій.

5.Скласти циклограму роботи РТК.

6.Визначити величину програми випуску деталей на РТК.

7.Обчислити величину технологічної продуктивності й цикло- продуктивність.

Звіт з лабораторної роботи повинен містити:

1.Тему роботи.

2.Мету роботи.

3.Короткі теоретичні відомості.

4.Завдання згідно варіанту.

5.Опис елементів РТК.

6.Циклограму роботи РТК.

7.Величину технологічної продуктивності.

8.Висновок.

Завдання

Вибрати схему РТК й записати ТП механічної обробки. Визнач тривалість кожної операції.

Обчислити величину технологічної продуктивності й циклову продуктивність. На основі експериментальних даних скласти циклогр роботи РТК.

7.5. Контрольні запитання

1.Роботизованим комплекс та його призначення.

2.Визначення тривалості робочого циклу.

3.Визначення технологічної, циклічної та фактичної продуктивності.

4.Пояснити принцип складання циклограми роботи обладнання.

5.Вказати фактори впливу на величину програми випуску.

Використана література

1.Лищинский Л.Ю. Структурный и параметрический синтез гибких производственных систем. - М.: Машиностроение, 1980. - 333 с.

2.Робототехника и гибкие автоматизированные производства /Под ред. И.М.Макарова. - М.: Высшая школа, 1986. Кн. 1...9.

3.Спыну Г.А. Промышленные роботы. Конструирование и при¬менение. - К.: Вища школа, 1991.-331 с.

4.Гибкое автоматизированое производство /Под ред. С.А.Майорова, Г.В.Орловского. - Д.: Машиностроение, 1985.-454 с.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №8

Дослідження струменевих захоплювачів

Мета

1.Аналіз захоплювачів промислових роботів.

2.Самостійне вивчення принципу роботи струменевих захоплювачів

3.Знаходження умови рівноваги притягнутої до торця заготовки,

4.Визначення складових аеродинамічного ефекту захоплювача.

5.Визначення теоретично сумарної сили присмоктування.

6.Експериментальне підтвердження теоретичних розрахунків.

7.Відображення графічно теоретичних та експериментальних даних.

8.Виконання наукових висновків.

Короткі теоретичні відомості

Струменеві захоплювачі використовують для захоплювання й орієнтації штучних заготовок різної конфігурації, матеріалу і маси, а також як механізми захоплювачів промислових роботів і маніпуляторів.

Робота струменевих захоплювачів базується на принципі ефекту присмоктування, який виникає при взаємодії стиснутого повітря, що витікає з отвору на торці, із плоскою, циліндричною або кульковою поверхнею заготовки, яка ним обтікається.

На рис.8.1 зображено принципову схему струменевого захоплювача. Він складається з корпуса 1, камери 2, в яку під тиском подається повітря через подвійний канал 3, конічної тарілки 4 та соплової конічної щілини 5.

Заготовка не знаходиться в безпосередньому дотику з торцем захоплювача, а вільно плаває на повітряній подушці, яка виникає в зазорі взаємодіючих торців. Автоматично підтримується зазор

Ефективність струменевого захоплювача з кільцевою щілиною на торця залежить від оптимального співвідношення між зазором конічної щілини, яка вимірюється в нормальному до поверхні фасок напрямі й приблизно дорівнює 0,12мм. Максимальна сила присмоктування Fпр забезпечується тоді, коли співвідношення а кут нахилу вибраний в діапазоні а=120°...150°

Умова рівноваги притягнутої до торця захоплювача заготовки визначається величиною аеродинамічного ефекту присмоктування, який можна виразити залежністю:

Опис експериментальної установки

На рис. 2 зображено експериментальний стенд. Він складається зі стійки, кронштейна 3, на якому закріплений струменевий захоплювач 4, стола 6 динамометра 7. Кронштейн З із захоплювачем 4 може переміщуватися у вертикальному напрямку з допомогою маховичка 2 при обертанні ходового гвинта. На регульований по вертикалі стіл 6 встановлюють пластину 5, з’єднують з динамометром 7. На стенді можна визначити силу присмоктвання струменевого захоплювача залежно від величини магістрального тиску, відстані між площинами захоплювача і заготовки.

Порядок дослідження струменевих захоплювачів

1.Вивчити принцип роботи струменевого захоплювача.

2.Вивчити конструкцію захоплювача, стенда й апаратури для вимірювання сили протягування, регулювання тиску повітря і т.д.

3.За формулою 8.5 обчислити силу присмоктування захоплювача залежно від його розмірів і магістрального тиску повітря.

4.Виміряти силу притягування захоплювача залежно від відстані до заготовки, величини магістрального тиску.

5.Побудувати графіки (роботу виконати на ЕОМ згідно з варіантом вказаним викладачем, і таблицею 8.1).

6.Скласти звіт.

7.Зробити наукові висновки.

Контрольні запитання

1.Класифікація захоплювачів промислових роботів.

2.Визначити енергію суцільного рухомого потоку газу.

3.Написати формули п’єзометричного й динамічного напорів.

4.Ефективність струменевого захоплювача.

5.Визначити сумарну силу присмоктування.

6.Знайти реактивну силу струменя.

7.Визначити швидкість потоку повітря на виході із конічної щілини.

8.Визначити присмоктуючу силу від розрідження.

Використана література

1.Шаумян Г.А. Комплексная автоматизация производственных процессов. - М.: Машиностроение, 1973. - 640 с.

2.Цейтинин Г.Е., Хархота А .Г. Применение роботов в пищевой промышленности. - К.: Урожай, 1988. - 179 с.

3.Ямпольский JT.C., Баканин 3. Автоматизация проектирования и управления в гибком производстве. - К.: Техника, 1989. - 214 с.