Сортування щепи

І ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА.

 

1.1 Вступ.

 

Значне зростання деревообробної промисловості нерозривно пов‘язане  з технічним прогресом, основні  напрямки якого такі; автоматизація  й комплексна модернізація і механізація всіх стадій технологічного прогресу, створення нових матеріалів та виробів з них, спеціалізація й кооперування промисловості.

З впровадженням у виробництво  меблів щитових конструкцій зростає  використання як основного матеріалу деревостружкових плит.

В процесі машинної обробки підвищуються вимоги до точності й ширше застосовуються допуски і посадки в деревообробці. З підвищенням точності обробки  відповідає необхідність в операціях пригонки, завдяки чому значно зменшуються затрати праці на одиницю продукції.

В результаті швидкого прогресу виробничих процесів всіх галузів лісної та деревообробної промисловості зростають вимоги до роботи машин. Розширюється коло задач при їх виборі, експлуатації і створенню.

В сьогоднішній час деревообробні  підприємства обладнуються високо

продуктивним і економічним  обладнанням. Продуктивність праці а також ефективність використання обладнання залежить в значній мірі від правиль

ності прийомів роботи, огляду за обладнанням  і якості налагоджувальних робіт. Тому оператор повинен вірно володіти раціональними прийомами робіт, вміти правильно вибирати оптимальний технологічний процес і режим в залежності від використовуючих матеріалів, виконувати операції по наладці і розмірній настройці обладнання, підбирати й встановлювати робочі інструменти.

 

 

 

1.2 Конструкція та експлуатаційні характеристики станка.

 

Конструкція станка ДС-6.

 

Деревину переробляють безпосередньо  в щепу на станках, обладнаних живильником і відповідним ріжучим пристроєм. В стружковому станку ДС-6 в якості ріжучого елементу використовується фреза. Живильник станка , представлений у вигляді роликового жолоба , приводиться в рух  окремим електродвигуном через електромагнітну муфту, черв’ячну передачу, ланцюгову передачу, фрикційну муфту і горизонтальний вал. Над живильником у ріжучій частині станка змонтовано два ряда механічнихприжимів, котрі прижимають сировину.

Спереді живильника на бетонній тумбі  монтується станина по направляючій якій переміщається каретка. На каретці встановлений електродвигун головного приводу фрези котрий закріплений на качаючій плиті на шпинделях.

Різання на станку виконується при  прямому і зворотньому ходах  каретки. Щоб обмежити переміщення  подаючого вперед живильником пакета перероблюючої сировини, на каретці кріпиться упорна стінка. Через вікно упорної стінки проходить шпиндель з встановленою на ній фрезою.

Фреза закріплена на шпинделі за допомогою  чотирьох шпильок, ввернутих в його фланець.

В корпусі фрези за допомогою  винтів та клинів кріпляться ножі. В  пазак корпуса фрези і на тильній  стороні ножів маються мілкі  трикутні зуби з кроком в 1,5мм.

В просвіті між живильником і  ріжучою частиною станка встановлений кожух, що слугує для прийому отриманої  стружки і одночасно закриваючи фрезу що обертається.

Загальний вид станка Рис.1.

 

 

 

 

 

Складається з  таких головних частин:

 

1. Двигун приводу роликового транспортера подачі.
2. Двигун переміщення каретки з фрезою.
3. Двигун приводу фрези.
4. Механічний прижим сировини.
5. Роликовий транспортер.
6. Захисний кожух.
7. Станина.
8. Каретка.

 

 

Технічні характеристики станка ДС-6.

 

Найбільші розміри перероблюваної сировини, мм

Ширина ………………………………………………………………...…900

Товщина……………………………………………………………………50

Продуктивність стружки  т/год ………………………………………....1,25

Робочий діаметр ножового барабану, мм……………………………..1030

Частота обертання фрези ,об/хв ………………………………………..975

Швидкість конвеєра , м/хв………………………………………………3,5

Потужність електродвигунів , кВт

Приводу фрези …………………………………………………………...200

Подачі………………………………………………………………………4,5

Конвеєра……………………………………………………........................6,0

Маса станка, т……………………………………………………………...5,5

 

 

1.3 Огляд основних направлень  технічних рішень.

 

Згідно основного завдання по курсовій роботі я прпоную такі напрямки автоматизації:

 

1. Розробка схеми приводу  та роботи блоку сортування.

2. Автоматизація процесу роботи  блоку сортування.

3. Автоматика безпеки та сигналізації.

 

1.3.1 Щоб здійснювати сортування  щепи слід використати сито  потрібної фракції та для кращої  роботи задати їй зворотно-поступальний  рух по горизонталі. Передбачено використати два бункери з сортованою щепою. В першому бункері буде потрібної величини щепа, а в другій – та що піде на переробку чи на щось інше, в залежності від вимог. Для здійснення транспортування стружки з робочої зони сортування слід використати два транспортера, котрі будуть розміщенні поверхами, на першому(верхньому) поверсі буде транспортуватися з робочої зони щепа, що не задовольняє, а на другому (нижньому) – відсортована потрібної величини щепа. Подача щепи від станка буде здійснюватися від основного бункера через шнек. Сито буде виконане в ролі прямокутної ємності з однією пересувною бічною поверхнею по горизонталі(пневмоштовхач) та з іншою бічною стороною, котра буде рухатися по вертикалі(шлюз). Буде використано 5 двигунів, а саме 2 – приводів транспортерів, 1- приводу шнека подачі щепи, 1 – пневмосистеми і 1 -  приводу зворотньо-поступальних рухів сита.

Загальний вид пропонованого блоку  зображено на Рис.2

 

 

 

 

 

 

Основні частини, з яких складатиметься блок сортування:

1. Щепа що надходить зі станка.
2. Бункер.
3. Двигун приводу шнеку.
4. Шнек.
5. Двигун зворотно-поступального руху сита.
6. Транспортер №1.
7. Транспортер №2.
8. Бункер з сортованою хорошою стружкою.
9. Бункер з невідповідною щепою.
10. Пневмонасос.
11. Двигун приводу транспортера №2.
12. Двигун приводу транспортера №1.
13. Пневмопривід шлюзу.
14. Сито.
15. Пневмопривід виштовхувала.

1.3.2 Автоматизований  процес роботи  блоку сортування здійснюватиметься за рахунок електричної схеми управління , що буде працювати автоматично. Схемою управління будуть здійснюватися послідовні операції, котрі будуть в циклі, поки оператор не натисне на кнопку стоп.

Так, як в схемі управління буде використовуватися пнемоприводи, то слід використати датчик контролю тисків.

Для контролю тиску в системі  слід використати мембранний метод. Тому що він має найкращі характеристики та широко розповсюджений, надійний.

Для пневмо системи слід обрати датчик тиску ДЕМ 301 котрий має робочий тиск до 4Мпа та вихідне реле з можливістю підключення на контакти навантаження з параметрами 250В / 6А.

 

 

Рис.3 Електрична схема підключення датчика

 

1.3.3 Автоматика безпеки передбачає собою захист обладнання.

Захист обладнання від короткого  замикання, перевантаження буде забезпечуватися автоматичними вимикачами, котрі в свою чергу при спрацюванні будуть вмикати індикацію вузла несправності та вмикати світлову сигналізацію. Ще буде застосовуватися реле обриву фаз де лампа сигналізації буде показувати обрив.

                        

Рис.4 Схема контролю перенавантаження  і КЗ.

 

Рис.5 Схема контролю обриву фаз.

2 ПРОЕКТНО-РОЗРАХУНКОВА  ЧАСТИНА.

 

 

2.1 Технічні умови на  проектування.

 

 

Схема електрична принципова повинна  забезпечувати слідуючі функції  та операції:

 

1. Надавати команди механізмам.
2. Контролювати процес сортування.
3. Контроль тиску в пневмо системах.
4. Забезпечувати захист обладнення з індикацією.

Але для розрахунку та виборі елементів  необхідні слідуючі параметри:

Вага рухомих частин транспортера – 62 кг.

Максимальна вага щепи за один раз – 40 кг.

Швидкість подачі транспортера – 0,3 м/с.

Довжина транспортера №1 та №2 – 5м.

F подв.частин=860H

      F дет=400Н

     V=0.3 м/с

     Робочий тиск пневматики – 8 атм.

       ηр=0,95

       ηк=0,75

 

 

 

 

 

 

2.2 Розробка і розрахунок циклограми робочих органів.

 

Час засипання сита щепою з головного бункера складає 10 сек.

Процес сортування проходитиме 45 сек.

Час на підйом шлюза(перегородки) складатиме 2 сек.

Час на виштовхування щепи пневматикою 4 сек, повернення 2 с.

Двигун транспортера працюватиме  2+4+2+2=10 с.

Весь цикл роботи блоку сортування складатиме :

t=10+ 45+2+4+2+2=65 сек.

 

 

 

Рис.6 Циклограма роботи механізму

 

 

 

 

2.3 Визначення вхідних та вихідних  елементів .

 

Вхідні елементи:

 

SB1- відключення схеми (СТОП).

SB2 - включення схеми управління.

SQ1 - вказівник піднятого шлюзу.

SQ2 - вказівник опущенного шлюзу.

SQ3 - вказівник кінцевої точки руху пневмоштовхача.

SQ4 - вказівник початкового положення пневмоштовхача.

KT1 - затримка для запуску процесу сортування

KT2 – задає порцію щепи в для сортування.

KT3 – час на сортування (Зворотно-поступального руху сита).

KU - контакт реле обриву фаз.

QF1 - контакт несправності двигуна пневмонасоса

QF2 - контакт несправності двигуна транспортера №2.

QF3 - контакт несправності двигуна шнека подачі щепи.

QF4 - контакт несправності двигуна приводу руху сита

QF5 - контакт несправності двигуна транспортера №1

 

Вихідні елементи:

 

KM1 - пускач двигуна пневмонасоса.

KM2 - пускач двигуна транспортера №2.

KM3 - пускач двигуна шнека подачі щепи.

KM4 - пускач двигуна приводу руху сита.

KM5 - пускач двигуна транспортера №1.

YA1 – електромагніт підйому шлюза.

YA2 – електромагніт опускання шлюза.

YA3 – електромагніт штовхача .

YA4 – електромагніт повернення штовхача.

HL1-6 – сигналізація роботи обладнання.

2.4 Розробка циклограми вхідних  і вихідних елементів.

 

Послідовність виконання операцій схемою управління:

1 Подача порції щепи.

2 Процес сортування (вібрування).

3 Зупинка сортування, підйом шлюза.

4 Вмикання транспортера №1 і  штовхача.

5 Повернення штовхача в початкове положення, опускання шлюза.

6 Нова порція щепи.

7 Повна зупинка станка ( натискання кнопки «стоп» ).

 

 

Cхема захисту і сигналізації спрацьовує при спрацюванні одного з автоматів або реле обриву фаз і відключає всю схему управління.

 

 

 

.

Рис.7 Циклограма вхідних і вихідних елементів

 

2.5 Математична модель схеми  управління.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.6 Розробка схеми електричної  принципової.

Схема електрична принципова працює таким чином: при натисненні на кнопку SB2 вмикається двигун пневмонасосу. При досягненні заданного робочого тиску автоматично вмикається транспортер №2 і разом з ним  через невеликий час вмикається реле часу KT1 котре вмикає шнек подачі щепи.

Шнек подачі щепи працює до тих  пір, поки не спрацює реле часу КТ2, котре своїм контактом вимикає шнек і вмикає процесс зворотньо-поступального руху сита з щепою, виконуючи процесс сортування. Сортування контролюється реле часу КТ3, котре вимикає його через певний час і вмикає підйом шлюза. За шлюзом вмикається пневмоштовхач, котрий висипає непросіяну щепу на транспортер №1 і повертається в початкове положення. Транспортер вмикається одночасно з підйомом шлюза і працює поки шлюз не закриється.Псля закриття шлюза здійснюється повторне вмикання шнека подачі щепи, і цикл повторюється.

 

Рис.8 Схема управління

2.7 Розрахунок та вибір елементів контролю та регулювання , силового обладнання та захисту на базі ПК з використанням електронної бази данних.

2.7.1 Розрахунок двигуна транспортера №1.

Потужність двигуна транспортера розраховується за формулою (1, ст 194):

, кВт  (1).

де       F –  зусилля яке повинен подолати двигун, Н.

           V – швидкість подачі, м/с.

           η  – ККД  , де враховано втрати в редукторі, тертя в підшипниках.

           F подв.частин=860H

           F дет=400Н

           V=0.3 м/с

           η= 0,46

Цикл роботи двигуна:

 

 

 

 

Розраховуємо еквівалентну потужність двигуна за формулою (2. с 49. ІІІ.16.)

, кВт (2).

де    Р – потужність розрахованого  двигуна.

        t₁ – час розгону чи гальмування двигуна.

        t₂ – час паузи в роботі двигуна. 

Розраховуємо режим роботи двигуна  по тривалості роботи за формулою (2, с 47.ІІІ.7):

ПВ=tр/tц х 100, % (3).

де   tр – час роботи двигуна в циклі.

       tц – час циклу роботи.

ПВ=10/65*100=15,4%

Перераховуємо двигун по ПВ для вибору його з стандартними парамерами за формулою (2. с 55. ІІІ.30).

, кВт (4).

де      Ре – еквівалентна потужність двигуна