Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС)

Кафедра «Вагоны и вагонное хозяйство»

Пояснительная записка к самостоятельной работе по дисциплине

«Системы автоматизации производства и ремонта вагонов»

Система автоматического управления позицией демонтажа автосцепки

Выполнила: студентка гр. 15Д

Гавриленко Е.А.

Руководитель - доцент

кафедры «ВВХ»

Подоляк С.И.

Омск 2019



Задание

Самостоятельная работа по дисциплине: «Системы автоматизации производства и ремонта вагонов».

Студентки группы 15 Д Гавриленко Е. А.

Тема работы: «Система автоматического управления позицией демонтажа автосцепки».



Реферат

Технологический процесс, система управления, функциональная схема, схема управления, рабочий ход.

Объектом разработки является система автоматического управления позицией демонтажа автосцепки.

Цель работы - получение навыков самостоятельного решения практических задач проектирования и эксплуатации средств автоматизации.

В процессе работы предполагается освоение методики анализа технологического процесса позицией демонтажа автосцепки с позиции возможности автоматизации, рассмотрение вопросов разработки функциональной, конструктивной и электрической схем управления автоматизированным процессом.

Оформление пояснительной записки выполнено в текстовом редакторе Microsoft Word 2007 с учетом требований стандарта СТП ОмГУПС-1.2-05 «Работы студенческие, выпускные и квалификационные».



Введение

Автоматизация производственных процессов изготовления и ремонта вагонов - одно из важнейших направлений технического прогресса на железнодорожном транспорте. При автоматизации производства функции управления и контроля, которые ранее выполнялись человеком, передаются автоматическим устройствам.

Цель автоматизации - повышение производительности и качества труда, культуры производства, ликвидация операций с большими затратами физических усилий человека и монотонного труда.

Применение автоматических машин и механизмов при изготовлении и ремонте вагонов характеризуется определенной спецификой:

- наличием большого количества демонтажных, монтажных операций и работ по очистке, промывке и окраске вагонных деталей;

- значительным весом и габаритами обрабатываемых деталей;

- неравномерностью объемов восстановительных работ;

- большими объемами и разнообразием операций по транспортировке кузовов и деталей вагонов.

Выполнение самостоятельной работы способствует получению студентом навыков самостоятельного решения практических задач проектирования и эксплуатации средств автоматизации в депо, на вагоностроительных, вагоноремонтных заводах и предполагает хорошие знания в области технологии изготовления и ремонта вагонов, организации производства.



1. Изучение и анализ отказов объекта. Существующая технология его ремонта

Автосцепное устройство служит для сцепления вагонов между собой и с локомотивом, удержания их на определённом расстоянии друг от друга, восприятия, передачи и смягчения действия растягивающих (тяговых) и сжимающих (ударных) усилий, возникающих во время движения в поезде и при манёврах. От конструкции и исправного состояния ударно-тяговых приборов во многом зависит надёжность вагонов в эксплуатации и безопасность движения поездов. Поэтому к ним предъявляют ряд требований, основными из которых являются автоматическое сцепление и расцепление подвижного состава, свободный проход сцепов по кривым участкам пути минимального радиуса и горбам сортировочных горок, плавное движение при трогании с места и торможениях в пути следования.

Производят демонтаж съемных деталей и узлов автосцепного устройства в следующем порядке:

Отсоединяют цепь расцепного привода от рычага, расшплинтовав и отвернув контргайку и гайку с регулировочного болта.

Демонтируют крепление клина тягового хомута, отгибают концы запорной планки, снимают шпильки, отвинчивают гайки и вынимают оба болта и клин.

Снимают автосцепку с помощью приспособления, маятниковые подвески и центрирующую балочку.

Снятые с вагона детали и узлы автосцепного устройства транспортируют электрокарой на моечную машину для наружной обмывки и очистки, после чего доставляют в отделение.

Необходимость наружной очистки и обмывки тяговых хомутов и поглощающих аппаратов определяет бригадир отделения.

Автосцепки кран - балкой устанавливают на стенд разборки и ремонта, разбирают и производят визуальный осмотр, дефектоскопирование и проверку шаблонами корпуса автосцепки и деталей механизма.

В корпусе автосцепки проверяют:

? визуально наличие трещин и других повреждений, производят меловую разметку для ремонта. Браковку корпуса по трещинам производят согласно перечня дефектов.

? ширину зева непроходным шаблоном 821 р-1 по всей высоте носка большого зуба. Если кромка шаблона проходит мимо носка зев подлежит ремонту наплавкой.

? длину малого зуба и расстояние между ударной стенкой зева и тяговой поверхностью большого зуба шаблонами 892 р, 893 р.

? контур зацепления корпуса проходным шаблоном 827 р. Контур годен, если шаблон проходит по всей высоте головы корпуса.

? ударную поверхность малого зуба и ударную стенку зева шаблоном 914 р. ? после установки шаблона проверяют состояние ударных поверхностей контура профильной планкой 914 р/24-1 м и непроходным щупом 914 р/21а. ? разность зазоров между профильной планкой и ударными поверхностями малого зуба и зева сверху и снизу не должна превышать 2 мм.

? тяговые поверхности малого и большого зубьев корпуса

шаблонами 914 р/22 и 914 р/25.

? углы зева и малого зуба корпуса шаблоном 822 р.

? ширину кармана для замка. Если при вращении валика подъемника, подъемник замка проходит мимо нижнего плеча предохранителя, автосцепка подлежит ремонту приваркой шайбы соосно с малым отверстием для валика подъемника. Ширина исправленного кармана проверяют непроходным шаблоном 845 р и проходным 848 р.

? расстояние от передней кромки отверстия для валика подъемника до стенки отверстия для запорного болта шаблоном 845 р.

? диаметры и соосность малого и большого отверстий для валика подъемника шаблоном 797 р, положение отверстия относительно контура зацепления шаблонами 937 р и 797 р. Корпус годен, если проходная часть шаблона 797 р свободно входит в соответствующее отверстие, а непроходная не входит в отверстие до упора в торец прилива корпуса.

? размеры шипа для замкодержателя и его положение относительно контура зацепления корпуса автосцепки шаблонами 849 р, 806 р, 816 р.

? положение полочки для верхнего плеча предохранителя в корпусе относительно шипа для замкодержателя и контура зацепления шаблоном 834 р.

? толщину перемычки хвостовика непроходным шаблоном 897 р или 898 р-1 в зависимости от вида ремонта как со стороны верхней, так и нижней плоскости.

? изношенная торцевая часть хвостовика подлежит ремонту, если длина хвостовика менее 645 мм, а для автосцепки СА-3М менее 654 мм. Толщину перемычки хвостовика автосцепки СА-3М проверяют кронциркулем (должна быть не менее 44 мм).

Изгиб хвостовика от первоначальной продольной оси корпуса в средней части не должен превышать 3 мм. При изгибе более 3 мм хвостовик выправляют.

Не разрешается выправлять хвостовик с заваренными или не заваренными трещинами в зоне выправляемых мест.

Ограничители вертикальных перемещений. Изгибы, износы более 5 мм не допускаются. Расстояние от продольной оси корпуса автосцепки до горизонтальной полки ограничителя должно быть 280 мм.



2. Выбор исполнительных механизмов и их приводов. Разработка функциональной схемы позиции

демонтаж съемный деталь автосцепной

2.1 Выбор исполнительных механизмов и их приводов

Автоматические устройства содержат в своей структуре исполнительные механизмы (ИМ) представляет собой механизмы (вентили, задвижки, клапаны, шиберы), позволяющие воздействовать на объект, чтобы поддерживать заданные значения регулируемой величины, без непосредственного контакта с этим объектом. Конструкция ИМ объединяет в себе силовой привод и механическую передачу для обеспечения требуемых скорости и характера перемещения управляемых органов, а также, ограничителей положения механизмов.

Существуют два типа механизмов:

механизмы условно реверсивного типа (УРТ);

механизмы условно нереверсивного типа (УНРТ).

Основные признаки механизмов УРТ:

? работа механизма связана с изменением его с геометрических координат, либо координат его отдельных частей;

? для этих механизмов можно четко определить начальное положение (н. п.), конечное положение (к. п.);

? можно четко определить «прямой ход» и «обратный ход».

За «прямой ход» принимают перемещения из начального положения в конечное.

За «обратный ход» перемещение из конечного положения в начальное.

Механизмы УРТ подъемники, толкатели, домкраты и т. д.

Для механизмов УНРТ, характерно наличие одного рабочего хода, примером механизма УНРТ служит ленточный транспортер, краскопульт, вентиляция и т. д.

Прямой ход механизма имеет обозначение «В», обратные «Н». Перед условным обозначением, как правило, записывают цифры, означающую порядковый номер механизма по функциональной схеме. Длительность рабочего хода нереверсивного механизма определяется интервалом времени между моментами включения и выключения. Результаты анализа приведены в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 - Исполнительные механизмы

Наименование	Тип	Обозначение рабочего хода
Механизм подвода манипулятора	УРТ	1В, 1Н
Механизм поворотного перемещения манипулятора	УРТ	3В, 3Н
Механизм вертикального перемещения манипулятора	УРТ	2В, 2Н
Механизм подвода для захвата объекта	УРТ	4В, 4Н
Механизм захвата объекта	УРТ	5В, 5Н

Привод совокупность устройств, предназначенных для приведения в действие машин и механизмов: представляет собой своего рода «вставку» между приводным двигателем и нагрузкой (машиной или механизмом, движителем) и выполняет те же функции, что и механическая передача.

Различают следующие типы приводов:

электромеханический;

пневматический;

мембранный;

гидравлический;

электромагнитный.

Определяющими при выборе типа привода являются характеристики рабочей среды, наличие источников энергии и мобильность автомата, масса и формы обрабатываемых деталей, требование быстродействия, характер движения исполнительных механизмов. Конструкция ИМ предполагает наиболее простые формы движения рабочих органов из следующего перечня: прямолинейное одностороннее, прямолинейное возвратно-поступательное, вращательное одностороннее, вращательное двухстороннее. Если рабочий орган механизма должен в процессе функционирования перемещаться по сложной траектории, то последнюю упрощают за счет разложения движения на ряд простых путем увеличения количества механизмов.

Электромеханический привод универсальный, нет проблем с размещением, всесезонный и т. д.

Пневмопривод наиболее распространенный на железнодорожном транспорте, т. к. энергия сжатого воздуха, используемая в технологическом процессе эксплуатации и ремонта вагонов, в каждом вагонном депо имеется компрессорная станция и развитая сеть питающей пневомагистрали. Преимуществом приводом является всесезонность, а недостатком является то, что рабочее тело (воздух) выбрасывается в атмосферу.

Мембранный привод применяется там, где требуются небольшие (до 100 кг) усилия и небольшие перемещения (до 100 мм).

Гидравлический привод обеспечивает большие механические усилия. Преимуществом привода является то, что рабочее тело (гидравлическая жидкость) используется по замкнутому циклу, но есть недостатки это низкая работоспособность при температурах ниже плюс 20 С. Также он требует дополнительных устройств: гидронасос, распределительное устройство.

Электромагнитный привод самый быстродействующий, время срабатывания от 0,02 до 0,03 с. Применяется в основном в блокировках, предохранительных устройствах, сигнализациях и т. д.

Определено количество позиций, состав исполнительных механизмов и их компоновки, перечень и размещение устройств, обеспечивающих функционирование каждого механизма.

2.2 Разработка функциональной схемы

Функциональная схема представляет собой условно изображенную совокупность механизмов, участвующих в выполнении автоматического процесса с указанием порядкового номера привода, направления и траектории движения рабочих органов, энергоносителя, транспортного пути, вспомогательных устройств и технологических контактов.



3. Составление алгоритма работы исполнительных механизмов

Алгоритм работы группы механизмов в составе автоматизированного устройства представляет собой формализованную запись последовательности и взаимосвязи рабочих ходов в технологическом процессе и является основой для разработки принципиальной электрической схемы управления процессом. При этом используются принятые условные обозначения рабочих механизмов. Технологическая пауза (обозначается буквой П с порядковым номером технологической паузы) измеряется промежутком времени, необходимым для выполнения операций на позициях. Транспортная пауза (обозначается Пт) измеряется промежутком времени, необходимым для перемещения объекта между позициями.

Законченное действие каждого механизма называют рабочим ходом. Алгоритм составляется для цикла работы механизмов - неповторяющейся последовательности рабочих ходов, по завершении которой они возвращаются в исходное положение.

Рабочий ход механизма условно нереверсивного типа (УНРТ) - это действие механизма между моментом его включения и моментом его выключения. Для механизма УНРТ в алгоритме указывают не сам рабочий ход, а факт его начала или окончания (М1Пуск, М1Стоп).

Рабочий ход механизма условно реверсивного типа (УРТ) - это действие механизма из условно принятого начального положения в условно принятое конечное положение. В данной работе механизмы УРТ - это механизмы вертикального и горизонтального перемещений.

Если для начала или прекращения какого-либо хода требуется включение или выключение какого-то устройства, то такие устройства называют технологическими контактами. Они применяются в как средство сигнализации, фиксирующее отсутствие или наличие объекта в данной точке пространства, одновременно действуя как управляющий элемент, осуществляющий включение или выключение механизма. На функциональной схеме указывают точное положение воспринимающего элемента контакта, направление механической связи и тип контакта.

Ходы в алгоритме записываются через знак «?». Проверка составленного алгоритма заключается в сопоставлении количества прямых и обратных ходов (оно должно быть одинаковым), включений и выключений нереверсивных механизмов.

Составим алгоритм автоматизированного процесса. После нажатия на кнопку «Пуск» начинается автоматизированный процесс демонтажа автосцепки. Устройство подвода манипулятора 1 перемещается вперед, совершая рабочий ход 1В. Срабатывает механизм вертикального перемещения манипулятора, совершая рабочий ход 2В, в тот же момент срабатывает механизм поворотного перемещения манипулятора, совершая рабочий ход 3В, далее срабатывает механизм подвода для захвата, совершая рабочий ход 4В. В течение паузы вручную удаляют болтовое соединение. По завершению паузы производится захват клина тягового хомута, совершая рабочий ход 5В. Все механизмы возвращаются в исходное положение.

Алгоритм работы механизмов на позиции демонтажа автосцепки представлен в виде буквенно-цифрового изображения:

SBПуск ? 1В 2В ? 3В ? 4В ? 5В ? П1? 1Н ? 2Н ? 3Н ? 4Н ? 5Н (3.1)

В одноименных механизмах количество прямых ходов равно количеству обратных ходов, количество пусков равно количеству остановок. Следовательно, алгоритм составлен, верно.



4. Построение диаграммы работы пусковых и остановочных контактов

Исходным данным для построения диаграммы (рис. 2) является алгоритм (3.1). На диаграмме условно отображается момент замыкания и размыкания контакта. В строке «Рабочие ходы» перечислены технологические паузы, а также все ходы механизмов манипулятора в той последовательности, в которой они приведены в алгоритме (3.1). В столбце «Реле» приведены реле разных типов, каждое из которых управляет своим рабочим ходом. Тип и обозначение контактов этих реле представлены в столбце «Контакты». При составлении диаграммы необходимо учитывать, что каждое реле указывается один раз независимо от того, сколько повторяющихся одинаковых рабочих ходов оно контролирует.

Правила построения диаграммы:

? контакт остановки размыкается в конце рассматриваемого хода, а возвращается в исходное (замкнутое состояние) в начале хода, противоположенного рассматриваемого.

? контакт пуска замыкается в конце предыдущего хода, а размыкается в начале хода, противоположенного предыдущему.

Рисунок 2 ? Диаграмма работы пусковых и остановочных контактов

5. Анализ диаграммы и выбор типовых схем управления

Диаграмма (рис. 2) представляет собой графическое изображение замкнутого состояния пусковых и остановочных контактов во время выполнения рабочих ходов при реализации разработанного механизма. Исходной информацией для построения диаграммы работы управляющих контактов служит функциональная схема позиции демонтажа автосцепки (рис. 1), алгоритм работы механизмов (3.1) и правила построения диаграмм. По видам диаграмм выбирается типовая схема цепи управления рабочим ходом.

В управлении тех реле, где имеется кратковременное замыкание пускового и длительное (на протяжении всего управляемого хода) замыкание остановочного контакта, а перекрытие имеется только в ходе противоположном управляемому. Применима типовая схема № 2, к ним относится 1В.

При выполнении ходов 2В, 3В, 4В, 1Н, 2Н, 3Н, 4Н, 5Н их пусковые и остановочные контакты замкнуты на протяжении рабочего хода, перекрытие имеется только в ходах противоположных управляемым. Следовательно, для управления этими рабочими ходами применима типовая схема № 3.

В схемах управления ходом 5В возникает перекрытие пусковых и остановочных контактов. Следовательно, данным рабочим ходам соответствуют типовая схема № 5.



6. Построение электрической принципиальной схемы

Правила построения принципиальных электрических схем заключается в следующем:

- в начале необходимо изобразить провода питания (положительные ? справа или сверху, отрицательные ? слева или снизу);

- элементы схемы расположить слева направо, сверху вниз в порядке их взаимодействия и описания работы схемы;

- одноименные, повторяющиеся ходы управляются одним реле, имеющим несколько цепей управления;

- одновременно выполняемые рабочие ходы имеют один общий пусковой контакт, а остановочные контакты могут быть различны;

- для повторяющихся рабочих ходов пусковые контакты соединяются параллельно, а остановочные последовательно.

Схема электрическая принципиальная устройства управления позицией демонтажа автосцепки. Основой построения схемы послужил алгоритм 3.1 и диаграмма работы управляющих контактов рис. 2.



Рисунок 3 - Схема электрическая принципиальная



7. Описание работа электрической принципиальной схемы автоматического устройства управления производственным процессом

На основе диаграммы работы контактов и выбора соответствующих схем разработана схема электрическая принципиальная, которая приведена на рисунке 2.

Схема работает следующим образом: при включении кнопки Sb1 получает питание реле Р1В, и начинается рабочий ход 1В. В конце хода 1В размыкается контакт 1.2SQ2 концевого выключателя, реле Р1В отпускает и ход 1В прекращается.

Перед завершением хода 1В замыкается контакт 1.2SQ1 и получает питание обмотка реле Р2В, которое блокирует реле Р2В и начинается рабочий ход 3В. В конце хода 3В размыкается контакт 3.2SQ2 концевого выключателя, реле Р3В отпускает и ход 3В прекращается.

Перед завершением хода 3В замыкается контакт 3.2SQ1 и получает питание обмотка реле Р4В, которое блокирует реле Р4В и начинается рабочий ход 4В. В конце хода 4В размыкается контакт 4.2SQ2 концевого выключателя, реле Р4В отпускает и ход 4В прекращается.

Перед завершением хода 4В замыкается контакт 4.2SQ1 и начинается рабочий ход паузы П1.

Перед завершением паузы 1П замыкается контакт РВ1 и получает питание обмотка реле Р5В, которое блокирует реле 1РВ и начинается рабочий ход 5В. В конце хода 5В размыкается контакт 5.2SQ2 концевого выключателя, реле Р5В отпускает и ход 5В прекращается.

Перед завершением хода 5В замыкается контакт 5.2SQ1 и получает питание обмотка реле Р1Н, которое блокирует реле Р5В и начинается рабочий ход 1Н. В конце хода 1Н размыкается контакт 1.1SQ2 концевого выключателя, реле Р1Н отпускает и ход 1Н прекращается.

Перед завершением хода 1Н замыкается контакт 1.1SQ1 и получает питание обмотка реле Р2Н, которое блокирует реле Р1Н и начинается рабочий ход 2Н. В конце хода 2Н размыкается контакт 2.1SQ2 концевого выключателя, реле Р2Н отпускает и ход 2Н прекращается.

Перед завершением хода 2Н замыкается контакт 2.1SQ1 и получает питание обмотка реле Р3Н, которое блокирует реле Р2Н и начинается рабочий ход 3Н. В конце хода 3Н размыкается контакт 3.1SQ2 концевого выключателя, реле Р3Н отпускает и ход 3Н прекращается.

Перед завершением хода 3Н замыкается контакт 3.1SQ1 и получает питание обмотка реле Р4Н, которое блокирует реле Р3Н и начинается рабочий ход 4Н. В конце хода 4Н размыкается контакт 4.1SQ2 концевого выключателя, реле Р4Н отпускает и ход 4Н прекращается.

Перед завершением хода 4Н замыкается контакт 4.1SQ1 и получает питание обмотка реле Р5Н, которое блокирует реле Р4Н и начинается рабочий ход 5Н. В конце хода 5Н размыкается контакт 5.1SQ2 концевого выключателя, реле Р5Н отпускает и ход 5Н прекращается.



Заключение

Автоматизация и механизация производственных процессов ремонта вагонов крайне необходимы. Они позволяют значительно уменьшить долю ручного труда, повысить качество и сократить сроки ремонта.

В процессе выполнения самостоятельной работы получены знания анализа технологического процесса и проектировании новые автоматизированных устройств, навыки в построении функциональных схем, диаграмм работы контактов, принципиальных электрических схем.



Библиографический список

1. Автоматизация производственных процессов на вагоноремонтных предприятиях: Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Автоматика и автоматизация изготовления и ремонта вагонов»/В.П.Клюка. Омский ин-т ж-д. транспорта. 1989. 32 с.

2. СТП ОмГУПС-1.2-2005

3. Конспект лекций по дисциплине «Система автоматического производства и ремонта вагонов»/С.И.Подоляк - Омский государственный университет путей сообщения. 2018.

Размещено на Allbest.ru

...