Автоматизация процесса закалки деталей машин

Особенности поддержания нормативных значений технологических параметров, в том числе, за счет внедрения автоматизированных систем. Защита электродвигателей приводов конвейеров и запорной арматуры в зависимости температуры печи для нагрева под закалку.

Рубрика Производство и технологии
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 19.02.2019
Размер файла 90,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кемеровский государственный университет

Автоматизация процесса закалки деталей машин

Шукшин В.М.

Технологический процесс закалки деталей машин включает следующие операции: нагрев деталей для закалки; закалка в закалочной среде; нагрев деталей для отпуска; отпуск в среде для отпуска; омывка деталей от окалин в моечной машине. Требуемое качество закалки обеспечивается соблюдением технологического режима каждой операции, т.е. поддержанием нормативных значений технологических параметров, в том числе, за счет внедрения автоматизированных систем. Объектом исследования является линия закалки корпусов клапана разрядника дегазатора «Каскад-40». Нарушение температурного режима нагрева под закалку или отпуск влияет на прокаливаемость деталей, что в итоге влечет за собой неоднородность структуры металла и быстрое разрушение во время эксплуатации или же на этапе производства. Исключение брака и необходимости его переработки и утилизации при закалке деталей и их отпуске обеспечивается внедрением автоматизированной системы [1].

Для нагрева под закалку используют муфельные печи. Для повышения производительности линий используют форсированный нагрев, предусматривающий значительный перепад температур между печью и нагреваемым металлом. Нагретые детали погружаются в закалочное масло. Из закалочного бака детали попадают на транспортер, перемещающий их из масляного бака к отпускной печи. Отпуск осуществляется в конвейерной электропечи. После отпуска детали охлаждаются в воде (в душевом устройстве), что позволяет ускорить технологический цикл, а также способствует устранению склонности к отпускной хрупкости второго рода. После закалки детали по ленточному конвейеру поступают в моечную машину, где они обезжириваются и очищаются. Детали подвергают двойной закалке и отпуску. Первую (предварительную сквозную) закалку выполняют для упрочнения сердцевины и подготовки исходной структуры с тем, чтобы при второй (поверхностной) закалке с использованием скоростного индукционного нагрева получить поверхностный закаленный слой с очень мелким зерном аустенита.

В составе проектируемой АСУ ТП предусмотрены:

1. Системы автоматического контроля температуры печи для нагрева под закалку, температуры печи для нагрева под отпуск, уровня масла в ванне для закалки, уровня моечной жидкости в ванне для отпуска, кислотности моечной жидкости в моечной машине.

2. Системы автоматической сигнализации о выходе за допустимые пределы температуры печи для нагрева под закалку, температуры печи для нагрева под отпуск, уровня масла в ванне для закалки, уровня моечной жидкости в ванне для отпуска, кислотности моечной жидкости в моечной машине.

3. Системы автоматической сигнализации о состоянии электродвигателей приводов конвейеров и запорной арматуры.

4. Системы автоматической защиты и блокировки электродвигателей приводов конвейеров и запорной арматуры в зависимости температуры печи для нагрева под закалку, температуры печи для нагрева под отпуск, уровня масла в ванне для закалки, уровня моечной жидкости в ванне для отпуска.

5. Системы автоматического пуска и останова электродвигателей приводов конвейеров.

6. Системы автоматического регулирования температуры печи для нагрева под закалку, температуры печи для нагрева под отпуск, уровня масла в ванне для закалки, уровня моечной жидкости в ванне для отпуска, кислотности моечной жидкости в моечной машине. Проектируемая АСУ ТП включает:

1) сенсорный уровень: первичные преобразователи, исполнительные механизмы, автоматизированный электропривод (в т.ч. преобразователи частоты, пусковая и защитная аппаратура);

2) контроллерный уровень: программируемые логические контроллеры (ПЛК);3) диспетчерский уровень: два автоматизированных рабочих места (АРМ) - основное и резервное с возможностью передачи данных в заводскую сеть; 4) среду передачи данных, в т.ч. коммуникационное оборудование.

Для технической реализации АСУ ТП выбраны следующие первичные преобразователи: термоэлектрический преобразователь ТХА-1199, датчик уровня FineTek EB2301, pH-метр Nivelco AnaCONT LPP. В качестве регулирующей арматуры выбран регулирующий клапан LDM RV 2x4 E с электрическим исполнительным механизмом.

Контроллерный уровень представлен программно-техническими средствами фирмы «ОВЕН», а именно контроллером ПЛК154 и модулями ввода/вывода: модулем ввода аналоговых сигналов МВ110-224 и модулем ввода-вывода дискретных сигналов (24 В) МК110-8ДН.4Р [2].

Проектируемая АСУ ТП представляет собой территориально и функционально распределенную систему, состоящую из отдельных узлов обработки данных, диспетчерского или операторского пункта управления цехом или производством. Связь между узлами обработки данных, центральным пунктом управления осуществляется по цифровым каналам, которые в совокупности образуют промышленную сеть. На машиностроительном предприятии можно выделить следующие узлы обработки информации (рисунок 1):

1. Узел 1, включающий участки приема и обработки сырья.

2. Узел 2, включающий участок обработки заготовок.

3. Узел 3, включающий участки обработки деталей и сборки оборудования. В работе подробно рассмотрен узел 2. Для объединения узлов целесообразно выбрать сеть с топологией «шина», поддерживающую децентрализованный метод доступа устройств к линиям связи, которая позволит организовать обмен информацией с высокой степенью надежности. Сенсорный уровень включает различные датчики для сбора информации о ходе технологического процесса, элекроприводы и исполнительные механизмы для реализации регулирующих и управляющих воздействий.

Рисунок 1. Структура АСУ ТП

Датчики поставляют информацию локальным программируемым логическим контроллерам, которые могут выполнять следующие функции:

- сбор и обработка информации о параметрах технологического процесса; - управление электроприводами и другими исполнительными механизмами; - решение задач автоматического логического управления и др.

Так как информация в контроллерах предварительно обрабатывается и частично используется на месте, существенно снижаются требования к пропускной способности каналов связи. Диспетчерский уровень включает несколько станций управления, представляющих собой автоматизированное рабочее место диспетчера/оператора. Здесь же размещен сервер базы данных, рабочие места (компьютеры) для специалистов и т.д. Сеть контроллерного уровня основана на интерфейсе RS-485. Сеть диспетчерского уровня использует протокол Ethernet. Функции АРМ операторов «АРМ оператора 1» и «АРМ оператора 2»: получение информации от промышленной сети Ethernet; обработка принятой информации; временная регистрация значений технологических параметров; передача информации о технологических параметрах в локальную сеть для АРМ административного уровня; визуализация хода протекание технологического процесса в виде мнемосхем, графиков, т.е. графическое представление хода технологического процесса, а также принятой и архивной информации в удобной для восприятия форме; сигнализация о выходе технологических параметров за допустимые пределы; сигнализация работы оборудования; оповещение эксплуатационного и обслуживающего персонала об обнаруженных аварийных событиях; прием команд оператора и передач их контроллерам нижних уровней; супервизорное управление технологическим процессом; формирование сводок и других отчетных документов на основе архивной информации; ручное управление работой технологического оборудования.

Проектируемая АСУ ТП позволит поддержать температурный режим нагрева под закалку или отпуск на заданном уровне, что снизит брак и необходимость его переработки и утилизации. Также АРМ в составе АСУ ТП обеспечивают оперативное супервизорное управление технологическим процессом, что повышает надежность работы системы в непредвиденных ситуациях.

автоматизированный технологический закалка печь

Список литературы

1. Автоматические системы управления технологическими процессами газовой цементации / Б. Виленчиц, В. Попов // Современные технологии автоматизации. - 2012. - №1. - С. 56-64.

2. Официальный сайт ОВЕН (http://www.owen.ru/).

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Исходные данные для расчета тепловых потерь печи для нагрева под закалку стержней. Определение мощности, необходимой для нагрева, коэффициент полезного действия нагрева холодной и горячей печи. Температура наружной стенки и между слоями изоляции.

    контрольная работа [98,4 K], добавлен 25.03.2014

  • Проблема перехода металлургических комбинатов от поставок массовой продукции к выпуску металлопродукции с высокой добавленной стоимостью. Анализ внедрения комплексной автоматизации производства агломерата, поддержания высоты шихты и температуры горна.

    отчет по практике [2,0 M], добавлен 30.06.2015

  • Оборудование и работа насосной станции. Правила эксплуатации трубопроводной арматуры. Разработка технологического процесса ремонта задвижек. Объём работ и периодичность технического обслуживания запорной арматуры. Износ деталей и методы восстановления.

    курсовая работа [711,1 K], добавлен 26.07.2015

  • Назначение запорно-регулирующей арматуры в технологических обвязках компрессорной станции. Сведения о промышленной трубопроводной арматуре. Конструктивные особенности, номинальный размер и виды запорной арматуры. Типы ее соединений с трубопроводами.

    курсовая работа [579,5 K], добавлен 11.04.2016

  • Влияние внедрения автоматизированного контроля технологического процесса производства вареных колбас на качество продукции и надежность работы технологических линий. Подбор манометра для измерения избыточного давления и датчиков контроля температуры.

    доклад [12,6 K], добавлен 04.10.2015

  • Повышение твердости стали за счет образования мартенситной структуры. Превращение перлита в аустенит. Нагрев заэвтектоидной стали до температуры выше критической точки. Основные фазовые превращения, протекающие в сталях при нагреве и охлаждении.

    доклад [19,3 K], добавлен 17.06.2012

  • Распределение компонентов шихты по сечению печи. Подача и нагрев дутья. Последовательность технологических операций воздухонагревателей. Разрез воздухонагревателя. Выбор закона регулирования и предварительный расчет настроек регулятора температуры.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 13.04.2014

  • Запорная арматура - предназначена для полного перекрытия потока рабочей среды в трубопроводе и пуска среды в зависимости от требований технологического процесса. Функциональное назначение трубопроводной арматуры, ее виды и технические характеристики.

    контрольная работа [1,1 M], добавлен 27.11.2010

  • Обзор приводов и систем управления путевых машин. Расчет параметров привода транспортера. Разработка принципиальной гидравлической схемы машины. Расчет параметров и подбор элементов гидропривода, механических компонентов привода и электродвигателей.

    курсовая работа [177,2 K], добавлен 19.04.2011

  • Конструкция методической печи и технологический процесс ее нагревания. Разработка структурной, функциональной, принципиальной схем автоматизации работы агрегата. Математическая модель нагрева металла в печи на основании метода конечных разностей.

    курсовая работа [477,2 K], добавлен 27.11.2010

  • Автоматизация процесса обжига извести во вращающейся печи. Спецификация приборов и средств автоматизации. Технико-экономические показатели эффективности внедрения системы автоматизации процесса обжига извести во вращающейся печи в условиях ОАО "МЗСК".

    дипломная работа [263,1 K], добавлен 17.06.2012

  • Состав природного газа и мазута. Низшая теплота сгорания простейших газов. Определение количества и состава продуктов сгорания и калориметрической температуры горения, поверхности нагрева и основных параметров регенератора. Удельная поверхность нагрева.

    курсовая работа [25,0 K], добавлен 25.03.2009

  • Определение температуры закалки, охлаждающей среды и температуры отпуска деталей машин из стали. Превращения при термической обработке и микроструктура. Состав и группа стали по назначению. Свойства и применение в машиностроении органического стекла.

    контрольная работа [1,3 M], добавлен 28.08.2011

  • Применение камерной печи с выдвижным подом для отжига, отпуска и закалки тяжелых деталей. Расчет горения топлива, рабочего пространства и теплового баланс печи, тепла, необходимого на нагрев режущего инструмента. Выбор материала для конструкции печи.

    контрольная работа [450,3 K], добавлен 20.11.2013

  • Нагревательные толкательные печи, их характеристика. Разновидности печей. Расчет горения топлива, температурный график процесса нагрева, температуропроводность. Время нагрева металла и основных размеров печи. Технико-экономические показатели печи.

    курсовая работа [674,8 K], добавлен 08.03.2009

  • Описание процесса термической обработки металла в колпаковых печах. Создание системы автоматизации печи. Разработка структурной и функциональной схемы автоматизации, принципиально-электрической схемы подключения приборов контура контроля и регулирования.

    курсовая работа [766,2 K], добавлен 29.03.2011

  • Расчет оптимальных значений параметров настройки регулятора. Исследование АСР с помощью программного продукта САР_SUH. Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом ТХАУ Метран-271. Регулирование температуры в печи. Частотные характеристики.

    курсовая работа [714,9 K], добавлен 21.12.2014

  • Виды и принцип работы запорной арматуры, которая перекрывает поток рабочей среды по трубопроводу и снова пускает ее в зависимости от требований технологического процесса, обслуживаемого данным трубопроводом. Классификация кранов, эксплуатация и смазка.

    реферат [623,2 K], добавлен 12.05.2011

  • Разработка автоматизированной системы регулирования температуры в туннельной печи, в зоне обжига керамического кирпича, путем изменения подачи газо-воздушной смеси. Описание технологического оборудования и технологического процесса производства кирпича.

    курсовая работа [850,5 K], добавлен 21.10.2009

  • Сущность процесса поверхностной закалки. Способы газопламенной закалки. Твердость поверхностного закаленного слоя при газопламенной закалке. Техника газопламенной поверхностной закалки. Выбор мощности пламени. Эксплуатационная стойкость деталей.

    реферат [354,6 K], добавлен 06.05.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.