Thiết bị truyền động trong hệ thống tự động hóa xưởng đúc

Cơ cấu chấp hành trong các hệ thống điều khiển quá trình tự động được thiết kế để tác động trực tiếp lên đối tượng được điều khiển hoặc các điều khiển của nó.

Yêu cầu

Ổ đĩa phải đáp ứng các yêu cầu sau:

• có các đặc tính tĩnh tuyến tính càng tốt;

• có đủ sức mạnh để thiết lập đối tượng điều khiển hoặc các cơ quan của nó chuyển động trong tất cả các chế độ hoạt động;

• có hiệu suất cần thiết;

• bảo đảm điều tiết giá trị sản xuất đơn giản nhất, tiết kiệm nhất;

• có lực lái thấp.

Các tính năng khi làm việc trong xưởng đúc

Hệ thống tự động hóa cho các quy trình đúc được đặc trưng bởi sự hiện diện của hai chế độ điều khiển: từ xa và tự động.

Đối với các ổ đĩa trong hệ thống điều khiển từ xa, các chỉ số chính là năng lượng, ngoài ra, các đặc tính vận hành, cấu trúc và kinh tế là bắt buộc.

Đối với truyền động trong hệ thống điều khiển tự động, quan trọng nhất là tính chất tĩnh và động của chúng, ảnh hưởng đến độ ổn định và chất lượng điều chỉnh. Những đặc điểm này của việc lựa chọn bộ truyền động trong các hệ thống tự động hóa cho các quy trình đúc phải được tính đến trong thiết kế của chúng.

Các thông số năng lượng chính của ổ đĩa (điều khiển từ xa) là mô-men xoắn danh nghĩa (lực được tạo ra ở điều khiển danh định) và mô-men xoắn khởi động (lực được tạo ra tại thời điểm bật dưới tác động của tín hiệu điều khiển danh nghĩa).

Tỷ lệ mô-men xoắn khởi động với mô-men quán tính giảm của ổ đĩa xác định quán tính của nó, nghĩa là thời gian từ khi bắt đầu chuyển động đến tốc độ chuyển động danh nghĩa của phần tử đầu ra ở trạng thái ổn định. Để giảm thời gian tăng tốc, mô-men xoắn khởi động không được vượt quá 2 — 2,5 mô-men xoắn định mức.

Trong các hệ thống điều khiển vị trí mà hoạt động điều khiển có hai điểm đặt, bộ truyền động phải cung cấp khả năng thay đổi hoạt động điều khiển từ giá trị lớn nhất.

Trong các hệ thống có bộ điều chỉnh tốc độ không đổi, tác động điều khiển lên vật thể được xác định bởi thời gian chuyển động của cơ quan điều chỉnh, tốc độ hoán vị phụ thuộc vào dữ liệu kỹ thuật của bộ truyền động.

Trong các hệ thống điều khiển tỷ lệ, hành động điều khiển trên đối tượng tỷ lệ thuận với độ lệch của tham số so với giá trị đặt và hệ số tỷ lệ phụ thuộc vào thiết kế của bộ truyền động, thiết bị hãm và hết hành trình này đến hành trình khác.

Trong một số hệ thống điều khiển tự động cho quy trình đúc, bộ truyền động được bao phủ bởi phản hồi về vị trí của bộ điều chỉnh. Một đánh giá nâng cao về các thuộc tính tĩnh và động của các ổ đĩa được thực hiện khi xem xét độ chính xác và tốc độ của chúng.

Khi thiết kế bộ truyền động, cần đặt tốc độ di chuyển của thiết bị đầu ra ở mức tải danh định và tín hiệu điều khiển tương ứng với tốc độ di chuyển danh nghĩa của thiết bị đầu ra.

Nhiều loại thiết bị truyền động được sử dụng trong các hệ thống tự động hóa xưởng đúc. Theo thiết kế, chúng được chia thành cơ điện, điện từ, thủy lực, khí nén và kết hợp.

truyền động cơ điện

Các ổ đĩa cơ điện được sử dụng để điều khiển các cơ quan làm việc dừng và điều chỉnh khác nhau của các hệ thống tự động hóa. Bộ dụng cụ có thể bao gồm một động cơ điện, hộp số, công tắc giới hạn, ly hợp giới hạn mô-men xoắn và cảm biến phản hồi.

Truyền động cơ điện bao gồm các thiết bị quay gầu rót tự động, đóng mở phễu định lượng thiết bị phân phối trong hệ thống pha trộn, nạp liệu cho lò luyện, v.v.

Trong các quy trình đúc này, truyền động cơ điện cung cấp:

• khởi động ổ điện từ xa hoặc tự động bằng nút khởi động "Đóng" và "Mở";

• dừng truyền động điện ở bất kỳ vị trí trung gian nào bằng các nút hoặc tiếp điểm của công tắc giới hạn;

• tắt máy khẩn cấp trong trường hợp quá tải nghiêm trọng;

• đèn từ xa báo hiệu các vị trí cuối của cơ quan công tác (thang máy, đáy phễu, gáo rót, v.v.;

• chặn điện bằng các cơ chế khác.

truyền động điện từ

Truyền động điện từ là sự kết hợp của một nam châm điện với một thiết bị cơ khí do nó chuyển động. Chúng truyền chuyển động về phía trước cho cơ quan được điều khiển.

Thiết bị truyền động điện từ được sử dụng để điều khiển van, cổng, van và ống cuốn trong các hệ thống tự động hóa để điều chỉnh việc cung cấp các tia vòm, sưởi ấm, cung cấp oxy trong quá trình luyện thép, trong các hệ thống sử dụng thiết bị điện thủy lực hoặc điện khí nén, trong đó điện từ di chuyển van điều khiển, v.v.

Nhược điểm của van điện từ và van là có thể xảy ra hiện tượng búa nước khi chuyển đổi gần như tức thời.

Truyền động thủy lực

Bộ truyền động thủy lực được sử dụng rộng rãi trong các dây chuyền và hệ thống đúc tự động do thực tế là chúng cho phép các tác động ngắn hạn đáng kể từ 5 - 7 lần quá tải, có mômen đầu ra lớn (lực) ở kích thước nhỏ và có thể cung cấp gia tốc góc vượt quá 20.000 rad / s .

Các ổ đĩa pít-tông thủy lực được sử dụng rộng rãi nhất, trong đó dầu mỏ, chất lỏng tổng hợp, hỗn hợp cồn-glycerine, v.v. được sử dụng làm chất lỏng làm việc.

Trong các hệ thống đúc, các ổ đĩa pít-tông được sử dụng phổ biến nhất là tác động đơn và kép.

Nhược điểm của truyền động thủy lực bao gồm khối lượng lớn, tiêu thụ điện năng đáng kể để điều khiển và khó loại bỏ tai nạn.

Để khắc phục một số thiếu sót chính, việc lựa chọn phương pháp và luật phanh và tính toán các thông số thiết kế của các thiết bị phanh của xi lanh thủy lực được sử dụng trong xưởng đúc có tầm quan trọng đặc biệt.

Việc lựa chọn một số xi lanh thủy lực và thiết bị phanh được xác định bởi cách chúng hoạt động. Ở tốc độ thấp, cho phép sử dụng các xi lanh thủy lực truyền động mà không có thiết bị hãm với việc hãm các bộ phận chuyển động của kết cấu hoặc thiết bị chống lại bộ giới hạn. Khi tốc độ làm việc tăng lên 80 mm/s thì phải sử dụng các thiết bị hãm.

truyền động khí nén

truyền động khí nén xây dựng theo cách tương tự như thủy lực. Sự khác biệt của chúng nằm ở tính chất của môi trường làm việc (khí và chất lỏng), khả năng nén của khí có tác động tiêu cực đến hoạt động của hệ thống, đặc biệt là dưới tải trọng và gia tốc đáng kể.

Truyền động khí nén được chia thành piston và màng ngăn. Thiết bị truyền động pít-tông khí nén phổ biến trong xưởng đúc do tính đơn giản và chi phí thấp.

Đồng thời, môi trường khắc nghiệt trong quy trình đúc buộc các nhà thiết kế phải phát triển xi lanh khí nén đặc biệt cho máy đúc tự động. Các xi lanh khí nén như vậy được sản xuất theo thiết kế khép kín, trong đó các thanh của chúng không tiếp xúc với môi trường.

Họ sử dụng các xi lanh một chiều được kết nối bởi một giá đỡ duy nhất với một bánh răng trên trục đầu ra. Chuyển động quay của trục được tay quay chuyển thành chuyển động tuyến tính và mặc dù chuyển đổi kép dẫn đến mất công suất nhưng các cơ chế này vẫn bền.

thiết bị truyền động kết hợp

Các thiết bị mới từ Festo cho phép bạn giải quyết các tác vụ bằng các chuyển động cơ giới hóa đơn giản và trao đổi dữ liệu một cách thông minh từ bộ điều khiển sang PLC thông qua IO-Link. Dòng truyền động điện này kết hợp sự đơn giản của khí nén với những ưu điểm của tự động hóa điện.

Bộ truyền động điện của dòng Chuyển động Đơn giản hóa là giải pháp chuyển động với cơ giới hóa và điều khiển tích hợp cho các tác vụ đơn giản. Chúng cho phép bạn vận hành và chạy thử mà không cần phần mềm, theo nguyên tắc "cắm là chạy".

Các thông số cho tốc độ nạp và quay trở lại, lực truyền động, cài đặt vị trí kết thúc, giảm xóc và điều khiển thủ công có thể được đặt trực tiếp trên biến tần bằng các nút vật lý.

Sự lựa chọn

Khi chọn bộ truyền động cho hệ thống tự động hóa xưởng đúc, hãy xem xét tốc độ, hiệu quả và hoạt động yên tĩnh của chúng. Mỗi số liệu này, ở mức độ này hay mức độ khác, có thể quan trọng để giải quyết một vấn đề tự động hóa cụ thể.

Tuy nhiên, có một tiêu chí chính cần được ưu tiên trong thiết kế hoặc lựa chọn bất kỳ bộ truyền động nào — đó là độ tin cậy cao.

Về vấn đề này, nên sử dụng rộng rãi hơn, bất cứ khi nào có thể, các ổ đĩa điện từ và cơ điện với sơ đồ động học đơn giản.

Trong trường hợp sử dụng truyền động thủy lực hoặc khí nén, phải chú ý đến độ tin cậy của các thiết bị làm kín và giảm khối lượng của các bộ phận chuyển động.

Xem thêm: Phương tiện kỹ thuật đo lường và kiểm soát trong xưởng đúc