АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЗАГОТОВОК

AUTOMATION OF THE PROCESSES OF MOVING WORKPIECES

Regina Psyanchina

student, Orenburg State University (OSU),

Russia, Orenburg

АННОТАЦИЯ

Челябинский трубопрокатный завод (ЧТПЗ) - российское металлургическое предприятие, одно из крупнейших трубных предприятий России, специализирующееся на производстве сварных и бесшовных труб широкого сортамента, изготовлении трубной продукции для всех основных секторов экономики. Специфика предприятия (тип продукции и масштабы производства) подразумевает максимальную автоматизацию процесса производства. В статье проведен анализ автоматизации процессов перемещения заготовок.

ABSTRACT

Chelyabinsk Pipe Rolling Plant (ChTPZ) is a Russian metallurgical enterprise, one of the largest pipe enterprises in Russia, specializing in the production of welded and seamless pipes of a wide range, the manufacture of pipe products for all major sectors of the economy. The specifics of the enterprise (product type and scale of production) imply maximum automation of the production process. The article analyzes the automation of the processes of moving workpieces.

Ключевые слова: перемещение заготовок, автоматизация, технологический процесс, автоматизация процессов.

Keywords: movement of workpieces, automation, technological process, automation of processes.

Процесс производства ЧТПЗ включает в себя следующие этапы: подготовка металла, подгибка кромок листа, формовка заготовок, свар ка заготовок, отделка труб. В числе подзадач производства цеха №6 стоит перемещение заготовок с участка формовки на участок сварки. Для этого используется приводной роликовый конвейер [2].

Шестиниточный рольганг – приводной роликовый конвейер, который в рассматриваемом цехе используется для передвижения заготовок с участка формовки и помещения их на телегу для того, чтобы перевезти на участок сварки. Полностью устройство состоит из 3 составляющих: входной рольганг, стоящий на участке формовки, телега и выходной рольганг, стоящий на участке сварки.

Максимальная вместительность рольганга – 6 полуцилиндров, т.к. он состоит из 6 линий. При необходимости можно задействовать меньшее количество линий. Каждая из шести линий рольганга включает в себя четыре ролика. На эти ролики помещается полуцилиндр. Вращаясь, ролики заставляют полуцилиндр двигаться поступательно по направлению к телеге. Пока не будут загружены все линии рольганга, полуцилиндры не начнут помещаться на телегу. Наличие заготовок на линиях определяют щеточные датчики, которые посылают сигналы на контроллер. В конце каждой линии расположены упоры, которые нужны для того, чтобы останавливать движение полуцилиндров по рольгангу. Когда все полуцилиндры помещены на линии, упоры поднимаются, и заготовки начинают помещаться на телегу. Все заготовки, независимо от их количества, помещаются на телегу одновременно [1].

Для наибольшей наглядности представим технологический процесс на рисунке 1.

Рисунок 1. Циклограмма производственного процесса механизма

Как видно из представленной циклограммы технологического процесса, используются датчики двух типов. На каждой из линий входного и выходного рольганга используются датчики наличия заготовки, которые отправляют на контроллер сообщение о том, что заготовка выгружена на телегу/загружена с нее. Щеточный датчик представляет собой конструкцию, состоящую из стального основания  со шпильками, на котором установлен чувствительный элемент в виде пучка стальных упругих проволок. Датчик устанавливается в месте прохождения объекта, при этом образуется цепь между объектом и электродом щетки. Кроме того используются датчики положения телеги. Это тензометрические контактные, которые используются для определения положения телеги и последующей ее остановки, находятся в троллее. Когда телега наезжает на датчик, контакт закрывается от веса телеги. В зависимости от сигналов, посылаемых датчиками, происходит вращение рольгангов на участках формовки, сварки и на телеге, а также движение телеги от одного участка к другому [2].

Телега оснащена шестью колесными парами. Колесная пара служит для восприятия и передачи на рельсы вертикальной нагрузки от массы телеги, передачи вращательного момента тягового двигателя и реализации силы сцепления в месте контакта с рельсами. На оси колесной пары устанавливается двигатель с помощью моторно-осевых подшипников.

На первой и второй колесных парах установлены 1 и 2 двигателя постоянного тока соответственно (суммарно 3 двигателя). Кинематические схемы первой и второй колесных пар приведены на рисунках 2 и 3. Когда все шесть полуцилиндров размещены на телеге, она начинает двигаться по рельсам к участку сварки. Сначала разгоняется до установленной скорости, затем движется равномерно, приближаясь к участку сварки замедляется и останавливается.

Рисунок 2. Кинематическая схема первой колесной пары

Рисунок 3. Кинематическая схема первой колесной пары

В настоящий момент в механизме телеги задействованы 3 двигателя постоянного тока. Из-за этого возникают проблемы с синхронизацией двигателей. Кроме того, на первой колесной паре установлен 1 двигатель, а на второй 2. Из-за этого нагрузка распределена неравномерно, а также есть проблемы с пробуксовкой колес и их быстрым износом [1]. Основными недостатками привода постоянного тока являются: низкая помехоустойчивость, нестабильность параметров, сложность в настройке и обслуживании, т.к. являются менее защищенными от внешних воздействий окружающей среды. При этом привод постоянного тока имеет и свои достоинства: возможна реализация широкого диапазона скоростей при постоянной мощности; преобразователем выделяется меньшее количество тепла, чем в приводе переменного тока; компактные размеры и небольшая масса двигателя и преобразователя.

Однако учитывая специфику работы цеха и конструкцию механизма, эти достоинства менее существенны, чем недостатки. Есть возможность установить двигатель больших размеров и массы без существенного изменения в эффективности механизма. Также ввиду уровня загрязненности цеха целесообразно повышение помехозащищенности двигателя. Кроме того, асинхронные электродвигатели характеризуются простотой схемы запуска, простотой конструкции, отсутствием подвижных контактов, высокой ремонтопригодностью, невысокой ценой по сравнению с другими электрическими двигателями

Список литературы:

1. Дядик В.Ф. Теория автоматического управления / В.Ф. Дядик, С.А. Байдали, Н.С. Криницын – Томск: Издательство Томского политехнического университета, 2021. – 196 с.
2. Производственные ресурсы машиностроительных предприятий: учебное пособие / Е.В. Кучина, Е.С. Вахитова. - Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2022. – 42 с.