Курсовая работа: Разработка технологического процесса изготовления детали

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ. 3
ЗАДАНИЕ. 4
ХОД РАБОТЫ.. 7
Задача 1. 9
Задача 2. 12
Задача 3. 14
Задача 4. 17
Задача 5. 22
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.. 44
Приложение 1. 46

ВВЕДЕНИЕ

На сегодняшний день мехатронные системы широко используются в различных отраслях промышленности, что обеспечивает увеличение производительности и точности выполнения задач, позволяет сократить трудозатраты, повысить безопасность на предприятии, а также снизить риск ошибок в работе. Примерами таких систем являются подъемные и поворотные механизмы, станки с ЧПУ, роботы и др.
Мехатронные системы характеризуются пространственным и функциональным единством электронных и механических компонентов (а также оптических и др.). Типовая электромеханическая система включает в себя исполнительные и конструктивные элементы, датчики, регуляторы, источники энергии и состоит из унифицированных модулей, каждый из которых реализует движение по одной координате [1]. Математические модели систем и модулей представляют собой уравнения динамики, которые связывают координаты (к примеру, линейные или угловые положения звеньев), скорости и ускорения с действующими на систему силами [2]. Они используются на этапе моделирования, которое позволяет при проектировании и разработке новой мехатронной системы протестировать её работоспособность с выбранными компонентами с конкретными параметрами, а также настроить все регуляторы в системе управления для получения желаемого переходного процесса, что уменьшает итоговую стоимость проекта и ускоряет процесс наладки оборудования.
Данный курсовой проект посвящен проектированию подъемного механизма на базе электропривода переменного тока и моделированию его системы управления, где в качестве объекта управления выступает асинхронный двигатель, максимально приближенной к реальной системе. Целью проведения работы является ознакомление с практическими этапами проектирования мехатронных систем и приобретение навыков постановки модельных экспериментальных исследований.

ЗАДАНИЕ

Цель курсового проекта состоит в проектировании и настройке частотно- регулируемого электропривода для подъёмного механизма, пример его упрощенной кинематической схемы представлен на рис.1. Подъёмный механизм включает в себя: двигатель переменного тока, двухступенчатый цилиндрический редуктор и лебёдку (приспособление, тяговое усилие которого передаётся посредством каната от барабана). В работе требуется, чтобы с помощью данного устройства груз массой m поднимался на высоту l и опускался со скоростью, соответствующей тахограмме движения, заданной согласно индивидуальному варианту (все необходимые исходные данные для построения указаны в приложении 1).


Рисунок 1 - Кинематическая схема механизма подъемного устройства
Для достижения указанной цели необходимо последовательно выполнить следующие задачи:

1. Построить тахограмму (график зависимости скорости двигателя от времени) для подъёма груза на высоту l, указанную в приложении 1, и возвращения системы в исходное положение (рассчитывать опускание также вместе с грузом).
2. Построить нагрузочную диаграмму механизма с учётом динамических нагрузок при подъёме и опускании груза.
3. Подобрать техническую базу для реализации электропривода (подобрать реальные элементы, используя каталоги): двигатель переменного тока, редуктор, частотный преобразователь, также необходимо указать источник питания.
4. Выполнить проверочные расчёты и тепловой расчёт рабочего процесса двигателя.
5. Собрать модель системы управления двигателем переменного тока в среде моделирования OpenModelica/Scilab Xcos/SimInTech, настроить регуляторы и продемонстрировать выполнение технического задания (ТЗ).