Портальный автооператор для автоматизации транспортировочных операций при изготовлении и ремонте вагонов, их узлов и деталей, страница 2

Р_шт = 0,785 · (100² – 25²) · 0,63 · 0,8 = 3709 Н = 378 кгс;

   Для ограничения скорости подъема и опускания воизбежание ударов поршня о фланцы,  на подводящей и выхлопной линиях установлены регулируемые дроссели для сопротивления движению воздуха и обратные клапаны.

2.3 Расчет электропривода механизма перемещения каретки.

Определение мощности механизма перемещения каретки:

N = ,                                                      (2.3)

    где F – развиваемое механизмом усилие. Принимаем F = 1500 Н;

           v = скорость перемещения каретки. Принимаем v = 0,3 м/с;

           η_м – КПД механизма. Принимаем η_м = 0,9.

N =  = 0,5 кВт;

Определяем мощность приводного электродвигателя (на валу):

Р_э = k_з,                                                      (2.4)

где N_мех  – мощность механизма, приводимого в работу электродвигателем, кВт;

       η_п – КПД передачи. Принимаем одноступенчатый редуктор,  η_п = 0,8 ÷ 0,95;

       k_з – коэффициент запаса. k_з = 1,5 при N_мех ≤ 2 кВт.

Р_э = 1,5 ·  = 0,88 кВт;

 По найденному значению мощности выбираем трехфазный асинхронный короткозамкнутый двигатель типа 4А 90В8У3 [2, стр. 100].

Характеристики электродвигателя:

- U_л = 380/220 В (50 Гц);

- мощность 1,1 кВт;

- частота вращения 750 об/мин;

- КПД 70,5 %;

- соs φ 0,59.

Определяем ток, А, потребляемый каждой фазой из сети:

I_ф =  · 10³,                                               (2.5)

   где Р_э – мощность на валу электродвигателя, кВт;

          η_э – КПД электродвигателя;

          U_л – линейное напряжение питающей сети, В.

I_ф =  · 10³ = 3,2 А;

3. Разработка и описание алгоритма функционирования автооператора

3.1 Перечень и последовательность операций, выполняемых автооператором.

После запуска разрабатываемый автооператор выполняет следующие операции:

1. Опускание руки манипулятора за деталью и ее захват;

2. Подъем манипулятора с деталью;

3. Перемещение манипулятора с деталью на другую позицию;

4. Опускание руки манипулятора с деталью и ее разжим;

5. Подъем руки манипулятора без детали;

6. Возвращение манипулятора в исходное положение.

3.2 Факторы, определяющие начало и конец каждой операции.

В разрабатываемом автооператоре будет использован смешанный принцип управления работой.  Пространственные и временные факторы, определяющие начало и конец каждой операции, а также элементы схемы управления их реализующие указаны в таблице 3.1.

Таблица 3.1

№ операц.	Наименование операции	Начало/конец	Функция времени	Функция пути
1.	Опускание руки манипулятора за деталью и ее захват	начало	Реле времени КТ1	-
		конец	-	Предел опускания штока, концевой выключатель SQ4
2.	Подъем манипулятора с деталью	начало	-	Микропереключатель SQ5
		конец	-	Предел подъема штока пневмоцилиндра
3.	Перемещение манипулятора с деталью на другую позицию	начало	-	Концевой выключатель SQ3
		конец	-	Концевой выключатель SQ2
4.	Опускание руки манипулятора с деталью и ее разжим	начало	-	Концевой выключатель SQ2
		конец	Реле времени КТ2, контакты 1КТ2	Предел опускания штока
5.	Подъем руки манипулятора без детали	начало	Реле времени КТ3, контакты 1КТ3	-
		конец	-	Предел подъема штока пневмоцилиндра
6.	Возвращение манипулятора в исходное положение	начало	Реле времени КТ4, контакты 1КТ4	-
		Конец	-	Концевой выключатель SQ1

3.3 Описание алгоритма управления.

  Согласно заданию на курсовой проект конструкция захвата должна исключать произвольное освобождение изделия (и его падение) при внезапном снятии напряжения с цепей управления. С этой целью в управлении пневмоприводом механизма захвата применен пневмораспределитель 4/2 с управлением от двух электромагнитов УА2 и УА3 (см. принципиальные схемы в приложении). Для визуальной индикации работы автооператора в схему САУ введены контрольные лампы HL1, HL2.  Также добавлены кнопки   SB3 и SB4 для ручного управления и кнопка SB5 для аварийного отключения автооператора.

      После подачи напряжения питающей сети на автооператор включением рубильника QS, на пульте управления САУ загорится сигнальная лампа HL1 красного света «ОСТАНОВ». Для запуска автооператора необходимо нажать кнопку SB1 «ПУСК», при этом загорается лампа HL2 зеленого света «РАБОТА» на пульте управления, сигнализирующая о начале работы автооператора и срабатывает промежуточное реле К1, замыкая свои контакты 1К1 (самоподхват), 2К1 и размыкая 3К1, при этом лампа «ОСТАНОВ» гаснет. В исходном положение конечный выключатель SQ1 замкнут, т.к. каретка находится в левом (по схеме) положении.  Поэтому получит питание промежуточное реле К2, которое разомкнет свои контакты 1К2 цепи питания магнитного пускателя КМ2. Также включится реле времени КТ1, которое через заданное время замкнет свои контакты 1КТ1. При этом срабатывает электромагнит УА1 воздухораспределителя механизма подъема/опускания и сжатый воздух поступит в верхнюю (по схеме) камеру пневмоцилиндра. Механическая рука манипулятора опустится вниз. В нижнем положении механической руки замкнется конечный выключатель SQ4. Благодаря этому сработает электромагнит УА2 воздухораспределителя, сжатый воздух поступит в левую (по схеме) полость пневмоцилиндра механизма захвата манипулятора и произойдет закрепление детали. Одновременно с этим получит питание промежуточное реле К3, которое замкнет свои контакты 1К3 и 2К3.

      При зажиме детали размыкается микропереключатель SQ5. Электромагнит УА1 обесточивается, и золотник воздухораспределителя под действием пружины вернется в исходное положение. Тогда сжатый воздух поступит в нижнюю полость пневмоцилиндра и механическая рука поднимается вверх.