Задвижващи механизми в системи за автоматизация на леярството

Задвижванията в автоматичните системи за управление на технологични процеси са проектирани да влияят директно върху управлявания обект или неговите контроли.

Изисквания

Задвижванията трябва да отговарят на следните изисквания:

• имат възможно най -линейни статични характеристики;

• имат достатъчна мощност за привеждане в движение на обекта за управление или неговите органи във всички режими на работа;

• имат необходимата производителност;

• да осигури възможно най -просто и икономично регулиране на стойността на продукцията;

• имат ниска мощност на управление.

Характеристики при работа в леярни

Системите за автоматизация за леярски процеси се характеризират с наличието на два режима на управление: дистанционно и автоматично.

За задвижвания в системи за дистанционно управление основните показатели са енергията, освен това са необходими експлоатационни, конструктивни и икономически характеристики.

За задвижванията в автоматичните системи за управление най -важни са техните статични и динамични свойства, които влияят върху стабилността и качеството на регулиране. Тези характеристики на избора на задвижващи механизми в системи за автоматизация за процеси на леене трябва да бъдат взети предвид при проектирането им.

Основните енергийни параметри на задвижванията (дистанционно управление) са номиналният въртящ момент (силата, развита при номиналното управление) и началният момент (силата, развита в момента на включване под действието на номиналния управляващ сигнал).

Съотношението на началния въртящ момент към намаления момент на инерция на задвижването определя неговата инерция, тоест времето от началото на движението до номиналната скорост на движение на изходния елемент в стационарно състояние. За да се намали времето за ускорение, началният въртящ момент не трябва да надвишава 2 — 2,5 номинален въртящ момент.

В позиционните системи за управление, когато управляващото действие има две зададени стойности, задвижванията трябва да осигурят възможност за промяна на контролното действие от максималната стойност.

В системи с регулатори на постоянна скорост контролното действие върху обекта се определя от времето на движение на регулиращото тяло, чиято скорост на пермутация зависи от техническите данни на задвижващите механизми.

В пропорционалните системи за управление контролното действие върху обекта е пропорционално на отклонението на параметъра от зададената стойност, а коефициентът на пропорционалност зависи от конструкцията на задвижващия механизъм, спирачните устройства и след изключването след изключване.

В редица системи за автоматично управление на леярските процеси задвижванията са обхванати от обратна връзка за позицията на регулаторния орган. Разширена оценка на статичните и динамичните свойства на задвижванията се извършва при отчитане на тяхната точност и скорост.

При проектирането на задвижващи механизми е необходимо да се настрои скоростта на движение на неговото изходно устройство при номинално натоварване и контролен сигнал, съответстващ на номиналната скорост на движение на изходното устройство.

В системите за автоматизация на леярството се използват голямо разнообразие от задвижващи механизми. По дизайн те се разделят на електромеханични, електромагнитни, хидравлични, пневматични и комбинирани.

Електромеханични задвижвания

Електромеханичните задвижвания се използват за управление на различни спирателни и регулиращи работни органи на системите за автоматизация. Комплектите могат да включват електродвигател, скоростна кутия, крайни превключватели, съединител за ограничаване на въртящия момент и сензор за обратна връзка.

Електромеханичните задвижвания включват устройства за завъртане на кофи за автоматично изливане, отваряне и затваряне на бункери за претегляне на дозаторите в системи за смесване и смесване, зареждане на топилни агрегати и др.

В тези процеси на леене електромеханичните задвижвания осигуряват:

• дистанционно или автоматично стартиране на електрическото задвижване с помощта на бутоните за стартиране „Затвори“ и „Отваряне“;

• спиране на електрическото задвижване във всяко междинно положение с помощта на бутони или контакти на крайни превключватели;

• аварийно изключване при критични претоварвания;

• дистанционна светлинна сигнализация на крайните положения на работния орган (асансьор, дъно на бункера, черпак за леене и др .;

• електрическо блокиране с други механизми.

Електромагнитни задвижвания

Електромагнитните задвижвания са комбинация от електромагнит с механично устройство, преместено от него. Те придават движение напред на задвижването на контролирания орган.

Електромагнитните задвижващи механизми се използват за управление на клапани, порти, вентили и макари в системи за автоматизация за регулиране на подаването на куполни струи, отопление, подаване на кислород в процеса на производство на стомана, в системи, използващи електрохидравлични или електропневматични устройства, при който електромагнитът премества управляващия вентил и др.

Недостатъкът на електромагнитните клапани и клапани е, че при почти моментално превключване може да възникне воден удар.

Хидравлични задвижвания

Хидравличните задвижващи механизми се използват широко в линиите и системите за автоматично леене поради факта, че позволяват значителни краткосрочни действия  5 — 7-кратни претоварвания, имат големи изходни моменти (сили) при малки размери и могат да осигурят ъглови ускорения над 20 000 rad / s.

Най-широко използваните хидравлични бутални задвижвания, където като работна течност се използват петролни масла, синтетични течности, алкохолно-глицеринова смес и др.

В системите за леене най -често използваните бутални задвижвания са с единично и двойно действие.

Недостатъците на хидравличните задвижвания включват тяхната голяма маса, значителна консумирана мощност за управление и трудности при елиминиране на аварии..

За да се коригират някои от основните недостатъци, изборът на метода и закона на спиране и изчисляването на конструктивните параметри на спирачните устройства на хидравличните цилиндри, използвани в леярството, са от особено значение.

Изборът на определени хидравлични цилиндри и спирачни устройства се определя от начина на тяхната работа. При ниски скорости е допустимо да се използват задвижващи хидравлични цилиндри без спирачни устройства със спиране на движещите се части на конструкции или оборудване срещу ограничителя. Когато работната скорост се увеличи до 80 mm / s, е необходимо да се използват спирачни устройства.

Пневматични задвижвания

Пневматични задвижвания изграждане по същия начин като хидравлично. Разликите им се крият в свойствата на работната среда (газ и течност).Свиваемостта на газа има отрицателен ефект върху работата на системата, особено при значителни натоварвания и ускорения.

Пневматичните задвижвания са разделени на бутални и мембранни. Пневматичните бутални задвижвания са често срещани в леярството поради своята простота и ниска цена.

В същото време агресивната среда в леярските процеси принуждава дизайнерите да разработят специални пневматични цилиндри за автоматични машини за леене. Такива пневматични цилиндри се произвеждат в затворен дизайн, при който техните пръти не влизат в контакт с околната среда.

Те използват еднопосочни цилиндри, свързани чрез една рейка с зъбно колело на изходящия вал. Въртенето на вала се превръща от манивелата в линейно движение и въпреки че двойното преобразуване води до загуба на мощност, тези механизми са издръжливи.

Комбинирани задвижващи механизми

Новите устройства от Festo ви позволяват да решавате задачи с прости моторизирани движения и интелигентно обменяте данни от контролер към PLC чрез IO-Link. Тази серия електрически задвижвания съчетава простотата на пневматиката с предимствата на електрическата автоматизация.

Електрическите задвижвания от серията Simplified Motion са решения за движение с интегрирана моторизация и управление за лесни задачи. Те ви позволяват да работите и въвеждате в експлоатация без софтуер, на принципа „plug and play“.

Параметрите за скоростта на подаване и връщане, силата на задействане, задаването на крайното положение, амортизацията и ръчното управление могат да бъдат зададени директно върху задвижването с помощта на физически бутони.

Избор

Когато избирате задвижващи механизми за системи за автоматизация на леярството, вземете предвид тяхната скорост, ефективност, тиха работа. Всеки от тези показатели, в една или друга степен, може да бъде важен за решаване на конкретен проблем с автоматизацията.

Съществува обаче основен критерий, който трябва да се предпочита при проектирането или избора на който и да е задвижващ механизъм — това е висока надеждност.

В тази връзка е препоръчително да се използват по -широко, когато е възможно, електромагнитни и електромеханични задвижвания с прости кинематични схеми.

В случаите, когато се използват хидравлични или пневматични задвижвания, трябва да се обърне внимание на надеждността на уплътняващите устройства и на намаляването на масата на движещите се части.

Вижте също: Технически средства за измерване и контрол в леярството