Процесс работы реечного толкателя
Введение
Осуществление процесса перемещения заготовок перпендикулярно их оси (перемещение со стана на рольганг, с рольганга на стол, со стола на стеллаж) в прокатном производстве является часто используемой операцией, от которой также зависит и общая производительность прокатного цеха в целом. Таким образом, процесс перемещения должен происходить с достаточно большой скоростью, но при этом должна сохраняться плавность хода.
Для данного технологического процесса, требуется построить физическую модель процесса с целью оптимального управления работой реечного толкателя. Выделим главные элементы управления в данном процессе, опишем его уравнениями и построим модель процесса с использованием программы VisSim v5.0.
Конструкция реечного толкателя
Реечный толкатель работает следующим образом: от двигателя 6 (см. рис. 1) момент передаётся на шестерню 5 и через реечную передачу 7 приводится в движение штанга толкателя 1, которая и осуществляет перемещение заготовки 8. Плавность движения толкателя обеспечивается демпфирующим устройством 4 и пружиной 3, а опорные ролики 2 поддерживают прямолинейность движения.
Таким образом, в данной схеме можно выделить следующие элементы:
1. Штанга толкателя – является рабочим органом.
2. Опорные ролики – служат для поддержания прямолинейности движения.
3. Пружина – является упругим звеном.
4. Демпфер.
5. Приводная шестерня – служит для передачи привода на рейку.
6. Двигатель – служит для передачи вращающего момента на шестерню.
7. Рейка – передаёт перемещение от шестерни к штанге толкателя.
8. Заготовка.
Рис. 1. Схема процесса перемещения заготовок
Физическая модель процесса
Для математического описания процесса необходимо построить физическую модель. В ней покажем силы, действующие на элементы конструкции реечного толкателя.
Физическая модель процесса перемещения заготовок показана на рис. 2.
Рис. 2. Физическая модель процесса перемещения заготовок
Математическая модель
Для расчёта системы автоматического управления необходимо иметь её математическое описание в виде совокупности дифференциальных уравнений. Чтобы получить эту совокупность, систему следует разбить на отдельные элементы и для каждого из них составить дифференциальное уравнение. Общее число уравнений должно быть не меньше, чем число независимых переменных, определяющих состояние системы.
Произведём разбивку системы на следующие элементы:
1 звено. Шестерня – рейка:
,
,
где
– делительный диаметр рейки,
- угол поворота,
- перемещение рейки,
- растяжение пружины.
2 звено. Пружина:
,
где
- усилие, действующее со стороны пружины,
- жесткость пружины.
3 звено. Штанга:
,
где
- результирующее усилие перемещения толкателя,
- вес штанги,
- масса штанги (1 т.).
4 звено. Демпфер.
,
где
- скорость перемещения штанги,
- коэффициент демпфирования.
Составление передаточных функций и структурной схемы
Определим передаточные функции динамических звеньев, соответствующих составленным дифференциальным уравнениям. Для этого необходимо к соответствующим дифференциальным уравнениям применить преобразование Лапласа при нулевых начальных условиях. Из полученного таким образом операторного уравнения находится передаточная функция, которая равна отношению изображения выходной величины к изображению входной величины.
Входная величина передачи – угол , выходная – перемещение . Все уравнения можно разбить на сумматоры и динамические звенья с передаточными функциями:
Соединим звенья с сумматорами и, устанавливая необходимые линии связи, составим структурную схему, которая представляет собой графический аналог исходных уравнений. Структурная схема системы показана на рис. 3.
Рис. 3. Структурная схема
Построение модели процесса с использованием
VisSim
v
5.0
Построенная структурная схема может быть реализована с помощью пакета VisSimv 5.0.
Рис. 4. Построение модели процесса с помощью VisSimv 5.0
Данная программа позволяет не только описать процесс работы реечного толкателя, но и оптимизировать данный процесс. На рис. 5. показаны процессы оптимизации перемещения и скорости реечного толкателя.
Рис. 5. Оптимизации перемещения и скорости реечного толкателя с помощью VisSimv 5.0
Заключение
В данной работе провели ряд технологических операций с целью получения как можно более качественной модели процесса перемещения заготовок, что позволяет сделать вывод о целесообразности использования данной программы (VisSim v5.0) практически для любого рода задач и тем самым дает возможность экономить достаточно много денежных средств на создание реальной модели процесса.
Другие работы по теме:
Синтез кулачковых механизмов
4.1 Исходные данные для пректирования кулачковых механизмов кинематическая схема и некоторые геометрические и кинематические параметры (таблицы 4.1 - 4.4);
Тормозная система 2
ВЕДЕНИЕ Тормозная система служит для снижения скорости и быстрой остановки автомобиля, а также для удержания его на месте при стоянке. Наличие надежных тормозов позволяет увеличить среднюю скорость движения, а следовательно, эффективность при эксплуатации автомобиля.
Судовые топливные насосы высокого давления
Рассматриваются топливные насосы для судовых двигателей внутреннего сгорания. Устройство насосов разных типов, их назначение и принципы действия. Условия применения и эксплуатации топливных насосов в зависимости от их типов и видов судовых двигателей.
Расчет шарнирно-рычажных механизмов
1. Структурный анализ главного механизма рис.1 1.1 Кинематическая схема главного механизма (рис. 1) По формуле Чебышева определим число степеней подвижности механизма:
Проектирование и исследование механизмов упаковочного автомата
Автомат предназначен для горизонтального и вертикального перемещения упаковочных изделий в автоматизированном технологическом комплексе. Коленчатый вал I приводится в движение от электродвигателя 13 через муфту 14, планетарный редуктор 15, прямозубую передачу (число зубьев колёс z16, z17) и цепную передачу 7, передаточное число которой равно единице.
Синтез и анализ рычажного механизма
Синтез и расчёт кулисного механизма, построение и расчёт зубчатого зацепления и кулачкового механизма. Силовой анализ рычажного механизма. Проектирование зубчатого зацепления. Синтез планетарного редуктора. Масштабный коэффициент времени и ускорения.
Динамический синтез рычажного механизма
Исходные данные: Число оборотов n1 = 1600, об/мин Длина кривошипа lOA=lOC = 0,065 м Длина шатуна lAB=lCD = 0,26 м длина lAS2=lCS4= lAB/3 Моменты инерции звеньев J1 = 19 кг∙см2
Рычажный и кулачковый механизм
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ НОВГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ЯРОСЛАВА МУДРОГО ____________________________________________________________________________________________
Расчёт механизмов инерционного конвейера
Министерство путей сообщения Российской Федерации Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ) Кафедра машиноведения и сертификации транспортной техники
Механизмы кулачковые и прерывистого движения
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
Характеристика металлорежущих станков
Содержание. Введение…………………………………………………………………3 Изучение станков-аналогов…………………………………………….4 Режимы резания………………………………………………………...6 Проектирование кинематики привода частот вращения шпинделя.
Проектирование зубчатого и кулачкового механизмов
РЕФЕРАТ Курсовой проект: 32 с, 6 таблиц, 3 приложения на листах формата А1. Объект проектирования и исследования – механизм: зубчатый, кулачковый. Цель курсового проекта исследовать и спроектировать зубчатый и кулачковый механизм.
Проектирование зубчатого и кулачкового механизмов
Кинематическое исследование рычажного механизма. Силы реакции и моменты сил инерции с использованием Метода Бруевича. Расчет геометрических параметров зубчатой передачи. Синтез кулачкового механизма с вращательным движением и зубчатого редуктора.
Синтез и анализ машинного агрегата
Синтез и анализ машинного агрегата. Анализ рычажного механизма. Структурный анализ. Расчёт механизма на ЭВМ. Кинематический анализ методом планов. Силовой расчёт. Сравнение результатов графоаналитического и машинного расчётов. Анализ кулачкового механизма
Проектирование и исследование механизмов упаковочного автомата
Проектирование эвольвентой зубчатой передачи. Алгоритм расчёта передачи. Проверка заданных коэффициентов смещения. Нахождение угла зацепления. Коэффициенты уравнительного смещения при реечном контуре – величина положительная. Делительные окружности.
Проектирование и исследование механизмов инерционного конвейера
Расчет размеров и параметров рычажного механизма. Построение диаграммы приведенных моментов инерции, приведенных моментов сил, работы движущих сил и сил сопротивления, изменения кинетической энергии. Характеристики закона движения на фазе приближения.
Расчёт механизмов инерционного конвейера
Особенности расчета принципа работы инерционного конвейера: построение планов скоростей, ускорений, силовой анализ механизма станка. Изучение принципа зацепления зубчатых колес, а также способа их изготовления. Геометрический синтез зубчатой передачи.
Проектирование механизмов поперечно-строгального станка
Структурный анализ механизма, определение угловых скоростей и ускорений звеньев. Силовой анализ рычажного механизма, определение сил инерции, расчет кривошипа. Геометрический расчет зубчатой передачи, проектирование планетарного и кулачкового механизмов.
Программный механизм
Расчет основных узлов и конструкции прибора с применением вычислительной техники. Ознакомление с основными приемами проектирования гироскопических устройств, их конструктивными особенностями, принципом работы. Кинематический расчет, выбор электромагнита.
Привод конвейера ПК-19
Синтез и анализ рычажного механизма. Силовой анализ механизма: расчёт кривошипа, определение мощностей. Геометрический расчет зубчатой передачи. Проектирование планетарного редуктора. Синтез и анализ кулачкового механизма. Результаты работы программы.
Механизм поперечно-строгального станка
Синтез и анализ кулачкового механизма. Геометрический расчёт зубчатой передачи. Структурный анализ механизма. Определение передаточного отношения планетарной ступени и подбор чисел зубьев колёс. Построение кинематических диаграмм и профиля кулачка.
Механизм поперечно-долбежного станка
Порядок работы и назначение долбежного станка. Структурный и силовой анализ механизма поперечно-долбежного станка. Методика определения передаточного отношения планетарной ступени и подбор чисел зубьев колес. Синтез и анализ кулачкового механизма станка.
Станок с кулисой
Долбежный станок - для долбления пазов и внутренних канавок в отверстиях деталей, а также для строгания вертикально расположенных поверхностей. Проектирование и исследование механизмов привода и подачи станка. Синтез эвольвентного зубчатого зацепления.
Проектирование и исследование механизмов моторного привода дорожного велосипеда мопеда
ВВЕДЕНИЕ Краткое описание установки "привод дорожного велосипеда" Механизм карбюраторного двухтактного двигателя привода (рис. 61а) состоит из кривошипа I, шатуна 2 и поршня 3, который движется внутри цилиндра, имеющего наружные ребра для охлаждения. Сжатая смесь в цилиндре в верхней мертвой точке (ВМТ) поджигается электрической искрой от свечи 6.
Синтез и анализ рычажного механизма
Содержание 1.1 Структурный анализ механизма 3 1.3 Значения скоростей из плана скоростей 6 1.4 Определение ускорений 7 1.5 Диаграммы движения выходного звена 8
Проектирование кулачкового механизма
Оглавление 1. Введение 1.1. Краткое описание работы основного механизма (название) 1.2. Исходные данные для расчета 2. ЛИСТ 1: Синтез эвольвентного зубчатого зацепления
Модернизация программного механизма
Описание конструкции, принципа действия и работы прибора, расчет и конструирование кулачкового механизма. Определение начального радиуса и профиля кулачка, расчет цилиндрической пружины толкателя. Кинематический расчет и точность червячной передачи.
Механизм насоса с качающейся кулисой
Принципы работы, механизм и назначение насоса с качающейся кулисой. Структурный анализ и силовой расчет рычажного механизма. Особенности выполнения геометрического расчета зубчатой передачи. Синтез кулачкового механизма, порядок построения его профиля.
Расчёт крана
Новосибирская государственная академия водного транспорта Кафедра СМ и ПТМ Курсовая работа Тема: «Расчёт крана» Выполнил: студент гр. ОПЮ-33 Шарапов А.Ю.
Устройство для отбора ориентированного керна
Изобретение относится к горному делу, а именно к геологоразведочному колонковому бурению и предназначено для отбора ориентированного керна в наклонных скважинах. Цель изобретения - повышений достоверности ориентации и уменьшения габаритов.