Система управления маятниковым деформатором
Недостатки существующей системы:
1) Угол наклона маятника управляется с помощью мощного асинхронного двигателя, вал которого соединен с осью вращения маятника через систему шестерен.
2) Двигатель поднимает груз (дэку маятника) на плече, равным 0,5 м, тем самым выполняется лишняя работа.
3) Управление углом наклона колеблющейся поверхности и измерение этого угла производится разными устройствами, которые не объединены в один блок.
Эти особенности системы приводят к необходимости использования большой мощности, которая намного меньше совершаемой полезной работы – то есть к низкому КПД и большим затратам электроэнергии, а также к сложности синхронизации всех элементов.
Поэтому, для исключения недостатков, необходимо предложить альтернативныйспособ подъема колеблющейся поверхности.
При этом необходимо, чтобы система автоматизированного управления удовлетворяла определенному ряду требований:
- низкая стоимость необходимых элементов;
- небольшое вмешательство в механическую часть деформатора;
- возможность поднять маятник с нейтрального положения;
- невысокое энергопотребление;
- безопасность для оператора деформатора;
- невысокая цена требующихся механизмов и элементов;
- надежность.
Способ управления процессом подъема колеблющейся поверхности деформатора
Способ называется «Захватывающее устройство на каретке».
|
|
|
Принципиальная схема устройства показана на рисунке 4.3.
Рисунок 4.3 – Принципиальная схема захватывающего устройства на каретке
К нижней опоре 1 крепится направляющая 3, принципиальная схема которой показана ниже. По направляющей ходит каретка 4 с прикрепленным на ней захватывающим устройством 5. На верхней части направляющей находится хомут 6, на котором закреплен шаговый двигатель 7. На оси шагового двигателя находится вал 8, на который наматывается тонкий металлический трос. Этот трос проходит внутри направляющей и держит каретку с захватом.
Для жесткости конструкции необходимо верхнюю часть направляющей скрепить с верхней опорой 2 с помощью поддерживающей планки 9.
Принципиальная схема направляющей показана на рисунке 4.4.
Рисунок4.4 – Принципиальная схема направляющей
Направляющая представляет собой изогнутую стальную трубу диаметром 3-4 см. В трубе сделан паз для зацепа (об этом ниже).
Принципиальная схема каретки показана на рисунке 4.5.
Рисунок 4.5 – Принципиальная схема каретки
К направляющей 1 прижимаются колеса 4. Оси 5 колес крепятся к раме 6 каретки. На раме находится захватывающее устройство 8 на подставке 7. На тросе 2 закреплен зацеп 3, который скрепляет трос и раму каретки.
|
|
|
Схема захватывающего устройства показана на рисунке 4.6.
Рисунок 4.6 – Принципиальная схема захватывающего устройства
Обозначения:
1 – резиновые накладки
2 – соленоид
3 – пружина
Также на внутренней стороне губ захватывающего устройства будет находиться датчик Холла и постоянный магнит. При прохождении маятника мимо датчика второй будет срабатывать. Это необходимо для определения момента времени, в который нужно убирать напряжение с соленоида (об этом ниже).
Работа:
При включении установки проверяется, в каком положении находится маятник. Если он в нейтральном положении, нужно его захватить, для этого на соленоид подается напряжение (устройство размыкается), а шаговый двигатель начинает раскручивать трос. Как только сработает датчик Холла (это будет означать, что маятник внутри области захвата), необходимо снять напряжение с соленоида (устройство сомкнется) и начать вращать двигатель в обратную сторону до достижения заданного угла.
Если же маятник не в нейтральном положении – значит он уже взведен, и остается просто ждать команды с компьютера.
При подаче команды изменения угла необходимо просто крутить вал двигателя в ту или иную сторону. При подаче команды «отпустить груз» необходимо подать напряжение на соленоид, устройство разомкнется, и маятник отправится в «свободный полет». При возвращении маятника необходимо замкнуть устройство, как только сработает датчик.
|
|
|
Этот способ удовлетворяет требованиям, предъявляемым к системе управления:
- стоимость необходимых элементов мала, основная сумма уйдет на приобретение шагового двигателя;
- возможность поднять маятник с нейтрального положения, что очень важно, это сделает систему полностью автоматической;
- невысокое энергопотребление – на удержание маятника в верхнем положении не требуется никаких затрат электроэнергии;
- безопасность для оператора деформатора;
- надежность – деталей не много, они не представляют собой сложных или высокоточных механизмов.
Еще одно преимущество данной системы – использование синхронного шагового двигателя вместо асинхронного, что повысило точность и существенно понизило энергопотребление. К тому же реализация этого способа не повлечет каких-либо серьезных изменений всей конструкции.
Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 269; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!