Магнийді қалыптарға құю
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ 7
1 ТАУАРЛЫ МАГНИЙДІҢ ӨНДІРУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ 9
1.1 Алғашқы магний мен ерітінділерді конвейерлік құю 9
1.2 Магнийді қалыптарға құю 10
1.3 Қалып пен құйма арасындағы жылу алмасу 13
1.4 Құйманың қатуы 19
1.5 Сұйық магний ағынын алып тастауға арналған манипулятор 22
1.6 ЛПМ-5 Автоматтандырылған желісі арқылы сұйық металды балқыту
технологиялық үрдісіңдегі тауарлы магний өндірісінің мысалына сипаттама.
26
1.6.1 Қалыптардың саңылаулары арасындағы лоткаларды орналастыру және
тотықты қабыршықты алу технологиялық үрдісін ЛМП-5 желісінде орындайтын
роботталған технологиялық кешен сипаттамасы. 27
2 ТҮРЛІ ТҮСТІ МЕТАЛЛУРГИЯДАҒЫ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ПРОЦЕСТЕРІНІҢ РОБОТТАНДЫРУ
ӘДІСТЕРІ МЕН ЖҮЙЕЛЕРІН ШОЛУ 28
2.1 Роботты автоматтық жүйелер және роботтандырылатын процестер мен
операциялар 28
2.2 Құю конвейеріндегі қол операциясын автоматтандыру 34
2.2.1 Сұйық металл ағымын қайта лақтыруға арналған құрылғы 34
2.2.2 Синхронды жетегі бар сұйық металл ағымын қайта лақтыру үшін
арналған жүйе 37
2.2.3 Ағымды қайта лақтыруға арналған робототехникалық кешен 39
2.2.4 Бұрылғыш және тербелгіш желобы бар жүйе 41
2.2.5 Тотыққан қабыршықты алуға арналған құрылғы 44
3 МАГНИЙЛІ ӨНДІРІСІНІҢ ҚҰЮ КОНВЕЙЕРІНДЕГІ ТОТЫҒУ ҚАБЫРШЫҒЫН АЛУДАҒЫ
РОБОТТАНДЫРУ ЖҮЙЕСІНІҢ ЖӘНЕ ҚОЛ ОПЕРАЦИЯСЫНЫҢ ЖАЗБАЛАНУЫ 48
3.1 Сұйық магнийді құюға арналған роботтандырылған технологиялық кешен 48
3.1.1 Протекторларды құю кезіндегі стержндерді орналастыруға арналған
автоматтар 51
3.1.2 Магнийлі чушкаларды штабелдеуге арналған манипуляторлар 52
3.1.3 Құю конвейерлерінде магнийді құю процесінің роботты автоматты
жүйелері 54
3.1.4 Қолмен орындалатын операцияларды жинау және жіктеу 56
3.2 Робототехника жүйелерінің құрылымы 62
3.2.1. Өнеркәсіптік роботтардың техникалық сипаттамалары 63
4 РОБОТТЫ БАСҚАРУ АЛГОРИТМІ 65
4.1 Роботпен басқарудың кадрның құрылымы 66
5 ЭКОНОМИКАЛЫҚ БӨЛІМ 70
5.1 Өңдеушілер жалақысы 71
5.1.2 Қарастыруға кеткен шығындарды есептеу 72
5.1.3 Автоматты техникалық өнімдердің есептелуі кезіндегі шығындары 72
5.2 Жалпы шығынды есептеу 74
5.3 Жалпы экономияны есептеу 74
6 ЕҢБЕКТІ ҚОРҒАУ 76
6.1 Өндірістегі қауіпті және зиянды факторларды талдау 76
6.2 Қорғаныс шаралары 77
6.2.1 Ұйымдық шаралар 77
6.3. Техникалық шаралар 80
6.3.1 Электр тогынан зақымдалунан ұшырауды ескерететін шаралар 80
6.3.2 Зиянды заттардан қорғану 81
6.3.3 Шу мен дірілдеткішті төмендету шаралары 82
6.3.4 Механикалық әсерлерден қорғау 83
6.3.5 Өртке қарсы шаралар 84
6.4 Вентиляцияны есептеу 85
6.4.1 Жерлемелі есептеу 88
6.4.2 Жарықтандыру 89
ҚОРЫТЫНДЫ 92
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 93
АННОТАЦИЯ
Дипломный проект посвящен актуальной теме и проблеме роботизации
технологического процесса снятия окисной пленки с поверхности магниевого
расплава. Приведено описание технологии производства товарного магния.
Поставлена задача роботизации данного передела.
Для роботизации данного процесса предлагается использовать
промышленный робот Универсал-5.02. Для управления данным роботом при
выполнения операции снятия окисной пленки разработан алгоритм управления.
Также в дипломном проекте рассмотрены вопросы охраны труда и
рассчитаны ожидаемые экономические показатели от применения роботов.
АНДАТПА
Диплом жобасында сұйық магний бетінен тотықты жинау операциясының
роботтандыру мәселесі қарастырылған. Бұл мәселе қазіргі кезде актуалды
болып табылады. Бұл жобада тауарлы магнийді өндіру технологиясы
көрсетілген, осы өндірістің ерекшеліктерін ескере отырып, магний тотығын
жинау оперциясын роботтандыру есебі арқалы қойылғаны көрсетілген.
Қарастырылған процесті роботтандыру үшін Универсал-5.02 роботы
қолданылады. Осы роботты басқару үшін басқару алгоритмі жасалған.
Бұл жобада еңбек қорғау және күтілетін экономикалық көрсетілімдерді
есептеу сұрақтары ескеріледі.
КІРІСПЕ
Өнеркәсіптік өндірістің интенсификациялау бағыттарының бірі
робототехника мен автоматизациялаудың қазіргі кездегі элементтері кең
қолданылатын технологияларды енгізу және жасау болып табылады.
Бірақ зерттеулер көрсеткендей, осы кезге дейін қол еңбегін қажет
ететін технологиялық процесстер мен өндірістер бар.
Металлургияда қол еңбектерін автоматтандыру мақсатымен өткізілетін
зерттеулер технологиялық құрылғының технологиялық процестерінің
қасиеттерімен байланысты және де сол қолданылатын әдістемелердің
кемшіліктеріне байланысты қажетті нәтижеге әкелмейді. Қойылған есептерді
шешудің таңдалған жолдары қолдануда жеткіліксіз сенімділігі мен қымбат
еместігінен тиімсіз болатын жеткілікті күрделі мамандандырылған немесе
арнайы роботтардың жасауына байланысты.
Өз алдына роботтандырылатын операциялардың күрделілігін варьирлеу,
оларды орындау үшін автоматтардың түрлі түрін, роботтар мен
робототехниканың құралдарын қүлдануға мүмкіндік береді.
Яғни, құрылғының түрлі техникалық күйінің технологиялық процесінің
жүру режимдері мен параметрлерінің түрлі мәндер диапозонында бір ғана
операцияны орындау үшін.
Роботтандырылған жүйелердің оптималды құрылымын таңдау үшін мүмкін
болатын жиынның функционалдау тиімділігін салыстыру қажеттілігі туындайды.
Ең тиімді жолы – бұл есепті шешу үшін моделдеу.
Технологиялық процестерді жүргізу режимдері мен параметрлері арасында
байланысты шығару негізінде роботтандыру көзқарасынан құю конвейер мен
каруселдік құйма машиналарында түрлі түсті металдарды құю процесі үшін
қолданылатын автоматтар мен робототехникалық жүйелердің, құрылғылардың
түрлі құрастыру варианттары көрсетілген.
Құю конвейері мен түрлі каруселді машиналарда технологиялық
процестерін жүргізу режимдері мен шарттары кезінде бір ғана қол операциясын
орындау үшін автоматтар немесе өнеркәсіптік роботтар, қарапайым
құрылғыларды қолдану мүмкіндігі көрсетілген.
Роботтық автоматты жүйенің оптималды құрылымын таңдау, моделдің
көмегімен оның функционалды тиімділігін зерттеумен құру жолымен
жүргізіледі.
Зерттеулердің көбісі – роботтар элементтерінің моделдерін құрастыру
әдістемесі мен әдістерін жасауға топтастырылған схемалардың роботтар
қозғалысының өнеркәсіптік траекториясын синтездеуге, робототехникалық
кешендер мен робототехникалық жүйелер құрылымын, сондай-ақ оларды іске
асыратын алгоритмдерді жасауға арналған.
1 ТАУАРЛЫ МАГНИЙДІҢ ӨНДІРУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ
1.1 Алғашқы магний мен ерітінділерді конвейерлік құю
Чушкаларға магнийді құю конвейерлік құю машиналарымен жасалады, олар
механикалық жүйе арқылы электрқозғалтқыштан қозғалысқа келтіретін және
белгілі бір жылдамдықпен қозғалатын бірнеше ондаған шойын қалыптардың
шексіз лентасы болып табылады.
Лентаның бір жоғарғы бұтағының ұшында қалыптарға майысып тұрған
тигелдерден сұйық металды құяды, ал екінші ұшындағы қатып қалған қалыптың
түріндегі металл қалыптан түсіп қалып, келесі өңделуге кетеді.
1.1-Сурет-Құю конвейерінің сұлбасы
1.1-кесте мен 1.1-суреттен көрінгендей қалыптар лентасы сәйкес
операцияларды орындайтын бес аймаққа бөлінген. 1.1-кестеде процестің
периодының ұзағтылығын анықтау нәтижелері келтірілген.
Құю процесі үш аспектпен қарастырылған: гидродинамикалық,
жылутехникалық және металлургиялық.
1.1-Кесте-Конвейердегі құюдың бөлек перидтарының ұзақтылығы
Аймақ Жұмыс мазмұны Операция ұзақтылығы
номірі
с %
І Қалыпқа сұйық магнийді құю. . . . . 6 1,1
Қалыпқа металлдың суытылып, қатуы .
ІІ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 44,3
. . . . 30 5,5
Ауада қалыптардың суытылуы . . . . 36 6,6
ІІІ Сумен қалыптардың суытылуы . . . . 230 42,5
ІV Ауада қалыптардың суытылуы . . . .
V
Лентаның толық айнау ұзақтылығы 543 100
1.2 Магнийді қалыптарға құю
Тиглден металдың шығынын келесі формуламен өрнектеуге болады
Gс=(c(fс
(1.1)
мұндағы, fс – ағымды қию ауданы;
(c – ағымның орташа жылдамдығы.
Осы формуладағы барлық шамаларды тұрақты деп алып, бөлек алынған
қалыпқа келіп түскен жылдамдық, металл шығыны, құю және ағымды бағыттау
уақыт өте өзгереді.
2-қалыпының толуының үш фазасын қарастырамыз. І фазасындағы
қалыптың толу жылдамдығы тұрақты және
(І=(c(sіn(
(1.2)
мұндағы, ( - 1.2 а- суретіндегі көлденең жазықтығы бар қалыптың бүйір
қабырғасымен құрылған бұрыш, бұрыштың шамасы барлық фазада тұрақты, сондай-
ақ (І-да тұрақты.
Түсіп бара жатқан ағымның, оның түсуінің барлық периоды кезінде
қиылысуы өзгеріссіз және қалыптардың жылдамдықтары тұрақты деп қабылдай
отырып, І фазасының қалыпына келіп түсетін ағымның қиылысу ауданы 0-ден fc-
қа дейін өзгереді.
І фазасындағы металдың шығыны келесі формула бойынша анықталады
GІ=(c(sіn((fІ
(1.3)
fІ 0-ден fc-қа дейін өзгеретін болғандықтан, GІ 0-ден (c(sіn((fІ
дейін өзгереді.
І фазасындағы толтыру өте жәй және тыныш өтеді: қалыптың бүйір жақ
қабырғасына металл түсе келіп фаза соңында 0.05-0.1м қалыңдықпен оның түбін
жабады.
1.2 а-суретінде көріп отырғандай ІІ фазада түсіп бара жатқан ағымның
барлығы қалыптардың біреуіне түседі және қалыптың негізгі толуы осы фазада
болады.
(ІІ=(c , ал fІІ=fc болғадықтан,
GІІ=(c( fc
(1.4)
Күшті ағым металдың төменгі қабатына келіп түседі, ол оның соғу
әсерін төмендетеді, соған қарамастан ол жеткілікті үлкен және күшейтілген
көпіршіктің пайда болуын және металдың тотығуын болдырады.
Аллюминий мен басқа да металдарды құйған кезде, олардың құрылған
тотық көлемінің осы металдың құрылуына кеткен металл көлеміне қатынасы К(1,
металл ағымы чушкадан - құйылатын металды тотығудан сақтайтын тотыққан
қабыршықта жатыр. Чушканың құрылуы және магнийді құю кезі бақыланады,
К=0,74. Бірақ бұл қабыршықтың төзімділігі өте төмен және құйылатын
магниймен бірге қалыпқа түсіп тесіле жыртыла бастайды.
ІІ фазадағы қалыпқа құйылатын металл қалыптың қарама-қарсы
қабырғасына жетіп, одан ажырай бейнеленеді, артынша бейнелеуші толқын пайда
болады, ол ағымның түскен жеріне жылжиды. Олардың кездесу моментінде толу
процесі ІІІ фазасына өтеді.
1.2-Сурет- Қалыптардың металмен толу кезегі
Жылдамдықтың, қиылысудың және шығынының өзгеру сипаты І фазасының
параметрлеріне ұқсайды, тек барлық элементтер кері тізбекпен қайталанады.
Қалыпқа металдың келіп түсуі бүйір қабырғасы бойынша өтеді. Бұл қалыпқа
құйылып қойған металдың массаға жәй және тыныш кіруін анықтайды. Сұйық
металл беті бұл фазада деңгейдің жоғарылауы кезінде орындалуларға
қауіптенбейді, яғни деңгейдің жоғарылауы жоғарыға түсе өтеді.
1.3-суретте қалыптарды металмен толтыру жылдамдығының өзгеруі,
ағымның қиылысу ауданы мен металдың уақыт бойынша шығыны көрсетілген.
Осылайша қалыптарды толтыру процесі кезіндегі чушканың сапасына ең
теріс әсерді ІІ фаза тигізеді. Күшті ағымның жеткілікті жоғары биіктіктен
қалыпқа түсуі магнийдің көпіруіне және тотығуына әкеп соғады. Тотыққан
қабыршықты беткі беттен қолмен алады. Соған қарамастан көбінесе чушка
негізінен тотыққан металл емес затпен азап шегуі мүмкін – оның пайда болуы
магнийді құю сипатына байланысты – ашық ағым.
1.3-сурет-Қалыптарға құю кезіндегі жылдамдық пен шығынның өзгеруі
1.3 Қалып пен құйма арасындағы жылу алмасу
Жылу алмасуды қолмен магнийді қозғалмайтын қалыпқа құя отырып
көргенбіз; барлық операциялар ұзақтылығы конвейердегі ұқсас операциялар
ұзақтылығына тең болды.
Конвейерде бір балқыманы құюдың ерекшеліктері мен сипатына қарай
металдың жұп порциясын лентаның толық айналымына сәйкес келетін уақыт
өткеннен кейін құяды, ал тақ – ағымдар арасындағы үзілістер уақытына сәйкес
келетін көбірек уақыт өткеннен кейін.
Тигелдегі магний температурасын хромель-алюмелді термопарамен өлшейді
және ЭПП-09 приборында фиксирлейді, ал қалыптар температурасын – хромель-
копелді термопаралармен өлшейді, олардың суық спайлары ЭПП-09М2 приборына
жалғанған.
Құйманың температурасының өзгеруін ашық жанып тұрған спайы бар және
қалыңдығы 0,005м, қалыпқа металды құю алдында орналастырылған, хромель-
алюмелді термопаралармен анықтайды. Термопара спайлары қалыптар түбінен
0,022 және 0,045м арақашықтықта орналасқан. Температура ЭПП-09М2 приборымен
фиксирленген. Диаграммалық лента жылдамдығы барлық үш приборларда 14,4 мс
тең, ал цикл – 5 с.
1.2-кестеден көрінгендей, 2-циклдан бастап қалыптың температурасы
бірдей шектерде өзгереді (2-7 циклдар). Қалыптың орташа температурасы құю
мен сәйкес алып тастау алдында 261 және 3630 С.
7-ші құйманы алып тастағаннан кейін қалып сумен салқындатылмайды. Бұл
құю алдында температураның 326-ға дейін өсуіне әкеп соқты, ал алып тастау
алдында 4840-ке дейін. Бұл жылу, ІІ аймақтағы қалыптардың температурасының
өзгеруі 2-7-ші циклдарға қарағанда 1,5 есе өсіп кеткендігіне қарап
қалыппен аккумуляцияланады.
9-шы циклдағы өзара ескерілмейтін моменттер бір жағынан сұйық
қалдықты вакумды құюға байланысты құйма массасының
1.2-Кесте-Магниймен толтыру процесі кезіндегі қалыптағы температураның
өзгеруі
Қалыптар Цикл номірі
температурасы
1 2 3
Ккал ( ккал (
Жылу: Қалыппен аккумуляциялау
асыра ысу. . . . .129 15,5 Құймамен, сәуле жіберумен750 89,8
қату. . . . . . . 556 66,5 және жақындаумен
. . .
қалыпта металдың 150 18 85 10,2
сууы.
835 100 835 100
Жылу баланс теңдеуі келесідей болады
Qқұ1+Qқұй1 =( Qсәу + Qжағ )+(Qқұй + (Q111+ Q1V +QV) +Qак1.
Баланстарды құрастыру кезінде келесі параметрлер мен жылу алмасу
шарттары қабылданған:
құйма үшін:
mTB=7.3 кг; tтемп=7100С; tуд=5740С; К=0,93 ккалм3*ч*0К4; f=0.1 м2;
(ғұй = 7,03ккал(м2*ч*0С); f ғұй=0.25 м2;
қалып үшін:
m1=55кг; t1=2530С; t2=3590С; (Қ=23.9ккал(м2*ч*0С); f=0.488м2; (Қ=354
ккал(м2*ч*0С); tорт=200С; tВ=50С.
1.3-кестесінен көрінгендей металдың көп бөлігі қалыппен
аккумуляцияланады.
1.4 Құйманың қатуы
Конвейердегі құйманың қатуын жан жақты суыту процесі ретінде
қарастыруға болады: қалыпқа құйылған сұйық металл көлемі бес жақтан
қалыптың қабырғаларына тиеді, ал бет жағы ауа мен немесе газбен түйіседі.
Жан жақтан жылу бөлудің интенсивтілігі кристалдардың өсу жылдамдығы мен
бағытын анықтайды және құйманың қабатының қалыңдығын анықтайды.
Аз көлемді түрлі түсті металдар құймасының қату ұзақтылығы қалған
үлкен құймаларға қарағанда көптеу болады.
Сондықтан да сенімді нәтиже алу үшін қатуды суытатын термопарамен
температураны өзгерту, сұйық қалдықты құйғаннан кейін өлшенетін қабаттың
өзгеруі, сұйық металдың соңғы тамшысы қатқан кезде.
1.5-суретте 1 және 2 нүктелерінде температуралар өзгерісімен
кристализациялау фронтының қозғалымы кезекпен 2 және 1 нүктелері арқылы
болатын болғандықтан, жылудың бір нешеуі төмен қарай кеткенін сапалы түрде
анықтады.
Соңғы тамшы қатқан кезде құйманың қату ұзақтылығын визуалдық түрде
анықтаған. Ол үшін құйғаннан кейін бірнеше секунд өткеннен кейін және
қабаттың беті құрылу үшін оны соғып тұрған. Сұйық металл беткі бетке
шыққаннан кейін құйманың қабаты бойынша жеңіл жиі соғып тұрған, олардың
әсерімен сұйықтық құйманың бетіне ығысып, және керісінше болады.
Сұйық металдың беткі бетке шығысы тоқтаған моменті уақыт бойынша
фиксирленеді.
Қалыптағы құйманың толық қату ұзақтылығы 225 с құрайды. Осы уақыт пен
11 аймақтың ұзақтылығын салыстыра отырып қалыптағы құйманың толық қатуы 16с
құрайтынын көруге болады.
1.5-Сурет-Қалыптағы магний құймасының қату изотермалары
Қату жылдамдығын анықтағаннан кейін қалыпқа құйылған сұйық металды
белгілі уақыт аралығында қайтадан құйып алатын.
Құйып алуды жәй ғана көтеріп құятын немесе ваккумды сорып алу арқылы.
Сорып алу бір ғана нүктеде өткендіктен, ауаға жылу бөлу нәтижесінде
құрылған жоғарғы қабат төмен қарай түсіп төменнен өсіп көтеріліп келе
жатқан қабатқа қосылатын.
1.5-суретте уақыт өтісімен металдың қабатының қалыңдығы өзгереді.
Металл мен қалып температурасы, сондай-ақ құю шарттары өзгеріледі, штрих
сызықтарымен жоғарғы қабаттың жоғарғы шекарасы көрсетілген. 180с сәйкес
келетін моментте жоғарғы қабат төзімді болып көрінеді.
Қабаттың қалыңдығын өлшеу әр бір темплеттің төрт жерінде өтеді:
жоғарғысының қалыңдығы, төменгі және бүйір қабаттарын қалып қабырғаларына
перпендикуляр болатын бағытта өлшейтін, бұрыштарындағы қалыңдықты – доғал
бұрыштың бисектрисасы бойынша.
Өлшеулер нәтижесі бойынша 1.5-суреттерінде көрсетілген қисықтар
тұрғызылған. 1.5-суретінде қатып қалған қабаттың массасының өзгеруі
көрсетілген. Құйылғаннан кейін кристализациялау жылдамдығы төменнен және
бұрыштарда жоғарылап, 0,008-0,01 мс жетеді. Қабат құрылғаннан кейін
қалыптың түбі мен қабырғаларында және қалып пен құйма арасында саңылау
пайда болғаннан кейін кристализациялау жылдамдығы тез арада төмендеп кетеді
0,001-0,005 мс, ал қату соңында қайтадан өседі.
Жоғарғы қабаттың өсуін тура сызықпен сипаттауға болады, ал оның
кристализациялау жылдамдығы 0,0003 мс құрайды.
Жоғары температура кезінде жоғарғы қабат төменгі қабаттың өсуіне және
отырып қалған бос орындарды толтыруға арналған барлық сұйықтықтарды
қолдануына байланысты атмосфералық қысымға кедергі бола алатындай төзімді
болмайды. Төменгі температура кезінде жоғарғы қабат жылдам құрылады және
кристализациялау фронты жақындау моментінде төменнен атмосфералық қысымға
қарсы тұрып құйма ішінде жолақ пайда болады.
1.5 Сұйық магний ағынын алып тастауға арналған манипулятор.
Тауарлы магний өнеркәсібі автоматизация мен механизацияның жоғары
дәрежесімен сипатталады. Бірақ, еңбек қолы пайдаланылатын учаскелер де
кездеседі. Осындай учаскелердің біріне сұйық магнийді қалыпқа құю
технологиялық үрдісі жатады.
Сұйық магнийді құю жұмысшы-оператормен басқарылатын тигель көлбеуі
көмегімен, ал сұйық магнийді бір қалыптан екінші қалыпқа тасымалдау жұмысшы-
кұюшы арқылы жүзеге асады. Жұмысшы калыптағы сұйық магний деңгейін визуалды
және жуықтау арқылы анықтап, толған қалыптағы сұйық магнийді келесі бос
қалыпқа салу нәтижесінде кұтыларды ауыстырып тұрады. Мұндағы сұйық магний
массасының қателігі Ғ 1кг аралығында ауытқиды. Осындай дәлдік
калыпта Ғ0.05м ауытқуына әкеліп соқтырады.
Тауарлы магний өндірісінің технологиясына байланысты балқытылған
металл бетінен тотықты қабыршықтарды алып тастау керек. Осы үрдісте қолмен
орындалады. Жүргізілген зерттеулердің қөрсетуі бойынша осы операцияларға
сериялы шығарылымды ӨР, оның ішінде Универсал 5.02. қоддануға болатындығын
көрсетті.
ӨР-ын сұйық магний бетінен тотықты қабыршықты тастау мақсатында
қолдану үшін қалыптағы металл деңгейін автоматты түрде стабилизациялайтын
жүйе қажет.
Құю үрдісі кезінде конвейер тоқтамайды, ол тұрақты жылдамдықпен
қозғалады. Техникалық үрдіс және қауіпсіздік техникаларының ережелеріне
сай, сұйық магний ағыны үздіксіз ағын түрінде болуы керек. Ағынның үздікті
болуынан сұйық магнийді дозалау өте қиынға соғады және қауіпсіздік жағынан
алып қарағанда сұйық магнийдің көпірінен сақтану үшін тиімсіз.
Сұйық магнийдің деңгейін өлшеудегі дәстүрлі әдістер: контактылы және
контактылы емес өлшеулерді қолдану келесі жағдайларға байланысты күрделене
түседі. Олар:
Өлшеу аймағындағы жоғары температура әсері;
Сұйық магнийдің жабысуы;
Кауіпсіздік техникалары ережелеріне сай, өлшеу аймағына
механикалық жүйелерді енгізу.
Басқарылатын электромагнитті насосты ЭМН-7а қолдану
Сұйық магний құюдың перспективті варианты болып саналады. Ол
магнитогидродинамикалық датчикпен бірге сұйық магнийдің ағу
жылдамдығының тұрақтылығын камтамасыз етеді. Бірақ сұйық магний деңгейін
стабилизациялау (тұрақтылау) үшін металл ағынын алып тастауға арналған
құрылғы қажет.
1.6-Сурет-Тауарлы магнийді құюға арналған автоматикалық желі
Осы мақсатта манипулятор құрастырылғaн, ол қалып ішіндегі сұйық
магнийдің ағынын алып тастау операциясын орындайтын адам қозғалысына
негізінде оған ұқсатылып жасалған. Манипулятордың екі қолы бар. Оның біреуі
— бұрылысты желоб түрінде жасалған және сұйық магний ағынын қалыпқа
бағыттауға, ал екіншісі-қалақшалар түрінде жасалған және калыптар
арасындағы стыктерді жабуға арналған. Өйткені, сұйық магний ағыны стыкке
түспеуі үшін негізделген.
1.5-суретте тауарлы магнийді құю автоматикалық желісі көрсетілген.
Желі кұрамына электромагнитті , насос 7, құю конвейері 2 және манипулятор 3
кіреді. 1.5-суреті бойынша манипулятор екі қолдан түрады. Оның біреуі
бүрылысты желоб 7, түрінде жасалған. Желоб білікке орналастырылған және
оның осі айналасында еркін айналады. Білік тіреуге 2, қатаң, қозғалмайтын
түрде бекітілген. Бұрылысты желобтың қозғағышы ретінде кривошип блогымен 5,
шынжырлы беріліс 4, арқылы қосылған конвейер барабаны 3, болып саналады.
Бұрылысты желобты қандай да бір бұрышқа бұруға байланысты шынжырлы
берілісті қысқартуға немесе ұзартуга мүмкіндік бар. Бұрылысты желоб
қозғағышы желоб бұрылысын конвейер қалыбымен салыстырғанда, синхронды
болатындай етіп проектелген. Электромагнитті насос магнитогидродинамикалық
датчиклен бірігіп, сұйық магнийдің ағыс жылдамдығын тұрақты етіп ұстап
тұрады. Сұйық магний ағыны манипулятордың желобына түседі. Бұрылысты желоб
қалып қозғалысының жылдамдығына тең жылдамдықпен айналады және оны
толтырады.
Белгілі бір қалыптағы сұйық магний деңгейінде бұрылысты желоб қарама-
қарсы бағытта дәл сондай жылдамдықпен айналады және қалыптарды белгілі бір
анықталған деңгейге дейін магниймен толықтырады. Қалып арасындағы стыкке
сұйық магнийді жібермес үшін манипулятордың екінші қолы созылып, стыкты
жабады. Бұрылысты желоб қарама-қарсы бағытта қозғалуы арқасында, қалақша
арқылы ағынды келесі магниймен толмаған қалыпқа орналастырады да тоқтайды.
Толық тоқтағаннан кейін бұрылысты желоб конвейер бағытында қозғала бастайды
және қалыптарды сұйық магниймен белгілі анықталған деңгейге дейін
толықтырады.
1.7-Сурет-Манипулятор схемасы
Сұйық магний ағыны қалақша арқылы бағытталғаннан кейін келесі конвейер
бағытында қозғалып келе жатқан қалыпты тасымалдаушы ағынды өткізу үшін
манипулятор біртіндеп қолын тарта бастайды.
Қалақшалар қозғалысы желісінен ағын өткен кезде манипулятор қолын
тартады. Өйткені: бұрылысты желобтың кері қозгалыс кезінде сұйық магний
ағыны стыкке жоламай, қалақшалар арқьглы өтуі үшін керек.
Бұрылысты желоб сұйық магнийді бағыттау және апарып тастау арқылы
қалыпты кезекпен толықтырып, ал манипулятор қалақшасы -қалып арасындағы
стыктерді жауып отырады. Манипулятормен ағынды алып тастау үрдісі түрақты
жылдамдыкты циклдік сипатқа ие болғандыктан және электромагнитті насос
сұйық магнийдің ағыс жылдамдығын тұрақты ұстап тұратындықтан бұрылысты
желобтың қозғалыс аралығын өзгерту арқылы сұйық магний деңгейін барлық
конвейер калыптарында тұрақты деңгейге жеткізуге болады.
Сұйық магний ағынын алып тастау технологиялық үрдісінде манипуляторды
қолдану жұмыс қолын смена ішінде монотонды, бір қалыпты жоғары
температуралы агрессивті ортада және адам өміріне зиянды зонадағы физикалық
еңбектен босатады.
1.6 ЛПМ-5 Автоматтандырылған желісі арқылы сұйық металды балқыту
технологиялық үрдісіңдегі тауарлы магний өндірісінің мысалына сипаттама.
Қарастырылатын тауарлы магний пештеріндегі тигельдегі рафинирланған
сұйық магний көпірлік кран арқылы бұрылу құрылгысына орналасады. Соның
арқасында қалыптармен жабдықталған кұю конвейеріне сұйық магний
жөнелтіледі. Магнийдің берілетін мөлшері мен құю конвейерінің жылдамдығы
баскару пульты арқылы жүзеге асады. Лоткалардың қалыптардың саңылаулар
арасында орындарын ауыстыру және балқытылған металлдың беткі бөлігінен
тотықты қабыршықты алу қол еңбегі арқылы жүргізіледі. Сұйық металды құю
үрдісі кезінде, металл тотықтанады. Тотықтаудан сұиық металды қорғау,
металл ағынына және толтырылған қалыптарға күкірт ұнтақтарын қысылған
ауаның көмегімен қосу арқылы жүргізіледі. Құю конвейерін іске қоспастан
бұрын, қалыптарды жылыту қажет, оны пропан-бутан арқылы алады. Қалыптарды
суыту үрдісі-техникалық сумен, ал оларды тазалау бор қышқылының ерітіндісін
пайдалану арқылы іске асады.
Құйманы толық қатқаннан кейін, ол қадағалау пунктына сосын су арқылы
конвейерде суытылады да клеймительге және қорғалған өңдеме камерасына
түседі. Онда олар хромның сулы ерітіндісі батырылып, сосын штабель
реттеуішпен штабельге ұқсатылады және электрожүктегішпен немесе кран арқылы
қоймаға жөнелтіледі.
Жарамсыз бұйымдар тауарлы магний пештеріне түсіп, құю үрдісіне
қайтадан қатысады.
1.6.1 Қалыптардың саңылаулары арасындағы лоткаларды орналастыру және
тотықты қабыршықты алу технологиялық үрдісін ЛМП-5 желісінде орындайтын
роботталған технологиялық кешен сипаттамасы.
Тауарлы магнийді құю үрдісінің сипаттамасы жоғарыда аталып өтті. Осы
құю үрдісінде механикаландыру мен автоматтандыру деңгейінің жоғарылығына
қарамастан, технологиялық үрдістің кейбір бөліктері адам қолының, яғни
жұмысшы-оператордың еңбегін қажет етеді.
Осы технологиялық операцияларды дәстүрлі әдістер арқылы
механикаландыру мен автоматтандыруға талпыныстар өте көп болады, бірақ
өкінішке орай олар күткен нәтижелер көрсете алмады.
Жоғарыдағы операцияларға өндірістік роботтарды қолдану перспективті
болып саналады. Өндірістік роботтардың кинематикалық құрылымдары мен
орындаушы механизмдері, басқару жүйелерінің арқасында жұмыс органының
әртүрлі жылдамдық үдеулері бар траекториялар арқылы қозғалыс жасауына
мүмкіндік береді.
Төменде роботталған технологиялық кешеннің қүрылымдық схемасы
көрсетілген. Ол сұйық магнийді беру жүйесінен (БЖ), сәйкесінше лоткаларды
орын ауыстыру және тотықты қабыршықты алып тастау механизмдерін орындауға
арналған бағдарламалық басқару жүйелері бар (ББЖ1), (ББЖ2) өнеркәсіп
роботтары (ӨРІ) және (ӨР2)-ден тұрады. Өнеркәсіп роботтарын қарастырылып
отырған операцияларда эффекті түрде пайдалану үшін қалыпта құйылған металл
деңгейін тұракты берілген деңгейде ұстап тұру қажеттігін ескерген жөн.
Сондықтан роботтылған технологиялық кешендерді құрастыру кезінде металл
деңгейін қадағалайтын автоматикалық жүйе енгізу қажет. Ол электромагниттті
насос (ЭМН-7а) түріндегі сұйық металл беретін құрылым жүйесінен (БЖ),
басқару қүрылғысынан (БҚ), металды қалыпқа бергендегі шығын датчигі Дш және
басқару сигналы И3 —дан түрады.
РТК-ң құрылымдық схемасы
2 ТҮРЛІ ТҮСТІ МЕТАЛЛУРГИЯДАҒЫ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ПРОЦЕСТЕРІНІҢ
РОБОТТАНДЫРУ ӘДІСТЕРІ МЕН ЖҮЙЕЛЕРІН ШОЛУ
2.1 Роботты автоматтық жүйелер және роботтандырылатын процестер мен
операциялар
Қазіргі кездегі өндірісте технологиялық процестің автоматтандырылуы
роботтардың көмегімен келесі жолдармен іске асырылады. Біріншісі -
өнеркәсіп саласы, олар роботтармен қамтамасыздандырылған жұмыс бөлімдерінің
реттелуінің жоғары дәрежесімен ерекшеленеді. Бұл технологиялық процестің,
технологиялық құрылғының, олардың өзгеру динамикасының параметрлерінің
априорлы берілуін қамтамасыз етеді, ол өз алдына роботтандырылатын қол
операциясының параметрлерінің априорлы берілуіне мүмкіндік береді, ал
артынан роботтың басқару координаттарын.
Әдетте мұндай өндірістерде қатаң құрастырылған манипуляторлар
қолданылады (автооператорлар), технологиялық процестің белгілі
программасына тәуелді бола тұрып қатаң байланыста технологиялық құрылғымен
функционалданатын циклдық басқару жүйесі бар программалық роботтар.
Программалық роботтар түрлі қол операцияларына түзетулер жібереді,
бірақ әр бір түзетуден кейін олар белгілі жағдайда белгілі орналасқан
заттармен бір қатаң операцияны қайталап отырады. Автооператорлар мен
программалық роботтар негізінде металдарды термоөңдеу операцияларында,
қысым кезінде құю, бояу, пісіру, өндірістерінде түрлі технологиялық
құрылғыларға қызмет көрсету үшін машиножасау салаларында қолданылады.
Екінші жол технологиялық процестер мен құрылғылар
параметрлерінің анықталмаған дрейфі болатын технологиялық объектілер үшін
арналған, олар өз алдына роботтандырылатын қол операцияларын демеп жүретін
дрейф себебі болып табылады. Мұндай өндірістерде адаптивті роботтар
қолданылады, яғни өздері жоғары немесе кіші дәрежеде қатаң емес анықталған
жағдайда орын табатын. Осылайша, адаптивті роботтардың әрекеті техникалық
жүйедегідей мүмкін болатын дрейф есебімен қалыптастырылған жіберу негізінде
құрастырылуы керек. Бұл үшін ол сезу жүйесімен қамтамасыздандырылады –
алдын ала болжай алмайтын жағдайды қабылдай алатын қандай да болсын
датчиктермен, сондай-ақ датчиктерден информацияларды өңдеу жүйесімен,
адаптивті басқару сигналдарын жасап шығарумен, яғни манипулятор қозғалысы
программасының өзгеруін.
Үшінші жол анықталмаған немесе өзгеретін жағдайда өтетін қол
операцияларын роботтандыру үшін таңдалады. Ол үшін робот техникалық көз
қарасы жүйесімен және информацияны өңдеу жүйесімен, қажетті технологиялық
операцияларды орындау үшін өзінің алдынғы әрекеттері туралы шешімдерді
автоматты жасаумен жағдайды танумен қамтамасыздандырылады.
Осыған ұқсас жіктелу роботтандырылған технологиялық кешендерге тән.
Олар роботтандырылатын операциялардың (деталдардың қалпына және
конфигурациясына, т.с.с.) параметрлерінің ішкі шарттарының өзгеруіне
адаптивті келетін немесе қатаң программаланған болуы мүмкін.
Роботтандырылған технологиялық жүйелердің және кешендердің теориялық
аспектілері және практикалық құрылу негіздері терең жасалған.
Өнеркәсіптік роботтарды өндірудің кезекті облыстары алдында
көрсетілген термоөңдеу, қысым кезінде құю, доғал және газды пісіру, бояу,
соның ішінде кузнецтік-прессті өндірістердің операцияларынан басқа
көмірқышқыл кесу, абразивті тазарту және шлифтеу, конвейерден деталдарды
шешу және орнату, жинау процесстері, тану операциялары, детальдарды
сорттау, навалдан деталдарды ажырату, өлшеу операторымен
қамтамасыздандырылған манипулятор көмегімен технологиялық процестерді және
сапасын бақылау, және тағы бір неше қатар технологиялық операциялары болып
табылады.
Түрлі түсті металлургияның технологиялық процестеріне келетін және
олардан шығатын роботизациялау есебінің спецификациялары мен қол
операцияларының орындалу шарттары өнеркәсіптік роботтардың стандартты
ассортиментін және робототехника құралдарын қолдана отырып теориялық және
практикалық нәтижелерді тікелей қолдануға мүмкіндік бермейді.
Түрлі түсті металлургияның қарастырылып отырған объектілеріндегі
технологиялық процесстер сипаттамасы – бұл түрлі химиялық процесстер:
флотация, рафинатталу, еріту, құю конвейеріндегі сұйық металдардың құйылуы
– технологиялық процесстерден роботизациялау салалары үшін ерекшеленеді –
деталдарды өңдеу, түйіндерді жинау, бояу және тағы басқа. Бұл
айырмашылықтардың спецификасын қол операциясы сипаттамасы мен
параметрлеріне технологиялық процесс параметрлерінің әсер етуімен
нәтижелеуге болады.
Мысалы, токарлық станокта бұйымды өңдеу сапасы, өлшем дәлдіктері,
жоғарғы беттің қажетті тазалығы қарастырылып отырған металлургиялық
процестерде бұл байланыс бар болғанымен станоктан бұйымды шешіп алу және
орнату қол операциясының сипаттамалары мен параметрлеріне әсер етпейді.
Мысалы сұйық магний шығынының шамасы конвейердегі қалыптарға құйылған метал
деңгейіне әсер етеді, және тотыққан қабатты шешіп алу қол операциясын
орындау кезінде қалақ пен айдағыш қозғалысының деңгейіне әсер етеді.
Басқа мысал: электролиттің тазалығы мен концентациясы және катодты
мырыштың электролиз процесіндегі ток күші катодты негіздегі мырыш қабатының
жабысу коэффициентіне әсер етеді, және осыдан оны ажырату кезінде қажетті
қол операциясының күшеюіне әсерін тигізеді.
Осыған ұқсас байланыс технологиялық құрылғылар параметрлерінің
дрейфі мен қол операциясы арасында бақыланады. Бұл тәуелділік мысалы, сұйық
металдың ағымын қайта лақтыру кезінде немесе құю конвейерінде стержндерді
дұрыстап қою операцияларын жазбалау кезінде келтірілген.
Бір топ себептерді қарастыра отырып, жасалған қол операцияларынан
келесілерді байқауға болады:
1) егер қол операциясында {1,2,3,4,8,9,13,14} жиын ішінен
мәндер қабылдайтын номірлері бар белгілеулер болса, онда
операцияның параметрлері уақыт бойынша да және кеңістік
бойынша да өзгеріссіз, және олардың орындалуы үшін
автоматты орындалатын механизмді – автоматты,
автооператорды, программалық роботты қолдану мүмкін;
2) егер қол операциясында {1,2,3,6,7,11,12,15} жиын ішінен
мәндер қабылдайтын номірлері бар белгілеулер болса, онда
операцияның параметрлері дрейфке қауіпті, бірақ ол
технологиялық құрылғы, технологиялық процесс немесе осы
екеуінің жиынтығы параметрлерінің дрейфімен байланысты.
Мұндай жағдайларда адаптивті роботтарды немесе
робототехникалық роботтарды қолдану мүмкіншілігі бар.
Бірақ, басқа да жол бар, ол – қол операциясының
параметрлері мен технологиялық құрылғының технологиялық
процесі арасындағы байланыс. Мүмкін болатын жағдайларды
қарастырайық:
а) қол операциясының параметрлер дрейфі тек технологиялық процесс
параметрлерімен байланысты. Бұл жағдайда технологиялық процесс
параметрлерін басқару немесе стабильдеу есебін шешетін, қол операциясы
параметрлерімен байланысты технологиялық процесті басқару жүйесін жасау
қажет. Осы арқылы қол операциясының стабилдігін немесе олармен берілген
м„ндерді берілуін қамтамасыз етуге болады.
Осылайша, қол операциясын орындау үшін автоматтың немесе
программалық роботтың қолданылуы мүмкін.
в) қол операциясы параметрлерінің дрейфі тек технологиялық құрылғы
параметрлерінің дрейфімен байланысты. Бұл жағдайда технологиялық жабдық
(түрлі көмекші құрылғылардың пайдаланылуы, ескірген бұйымдар мен түйіндерді
үнемі ауыстырып тұру) параметрлерін стабилизациялау бойынша немесе
технологиялық жабдық параметрлеріне берілген мәндердің берілуін қамтамасыз
ететін, басқару жүйесін жасау.
Осылайша, алдынғы жағдайға ұқсас, қол операциясының орындалуы үшін
автомат немесе программалық робот қолданған кезде шарттар туу мүмкін;
с) Қол операциясы параметрлерінің дрейфі технологиялық процесс және
технологиялық құрылғы параметрлерімен бір уақытта байланысты болуы мүмкін.
Сонда қол операциясы параметрлеріне байланысты технологиялық процесс және
технологиялық құрылғы параметрлерімен біруақытта басқару және стабильдеу
жүйесін жасау қажет. Бұл жағдайда автоматты немесе программылық роботты
қолдану үшін шарттардың тууы мүмкін.
Осылайша келтірілген (а,в,с) жағдайлары кезінде технологиялық
процесс және технологиялық құрылғы параметрлерінің берілген мәндерін
стабилдеу немесе қамтамасыз ету жолымен қол операциясының бір класынан
екінші класына өтуі мүмкін.
3) егер қол операциясында {1, 2, 3, 6, 7, 11, 12, 15} жиын ішінен
мәндер қабылдайтын номірлері бар белгілеулер болса, онда операция
параметрлерінің дрейфі технологиялық процесс және технологиялық құрылғы
параметрлерінен тәуелсіз, бұл жағдайда тек қана адаптивті роботтар мен
робототехникалық кешендер қолданылады.
Түрлі түсті металлургияда технологиялық процестің және оны алып
жүретін қол операциясының өту шарттары қолайсыз, сондықтан робототехникалық
кешен құрамына кіретін роботтар мен құрылғылар солардың әсеріне (жоғарғы
температура, агрессивті құралдар, шаңдануы және тағы басқа) орнықты болуы
керек немесе оларды қорғауға арналған арнайы құрылғылар немесе жүйелер
жасалуы қажет. Бұл олардың қымбаттауына және кейбір жағдайларда орындалу
мүмкінсіздігіне әкеп соғады.
Сондықтан, қол операциясын роботтандыру үшін өте қарапайым және
қолайсыз ортаның әсеріне төзімді, сенімді жүйелердің қолданылуы қажет. Бұл
талаптарды көбінесе автоматтар мен программалық роботтар қанағаттандырады,
ал адаптивті және интеллектуалды роботтар және осылардың негізінде
құрастырылған робототехникалық жетектер азырақ қолданылады.
Осылайша келтірілген қорытындыларды жалпылай отырып келесідей
қорытынды жасауға болады:
1) қол операциясымен жасалатын технологиялық операциялар
үлкен геометриялық параметрлермен сипатталатын бір
орыннан екінші орынға жылжымайтын және өзгермейтін өзара
орналасуы бар, яғни біріктірген сұлбасы бар құрылғыда
(дұрыс, бейнелеу, шахталы пештер, рафинаттайтын ыдыстар,
құйылатын конвейерлер, каруселді машиналар және т.б.)
өтеді;
2) тізбектілік, циклдық және техникалық процестерді демеп
жүретін қол операцияларының құрамы өзгермейді;
3) қол операциялары әдеттегідей қолайсыз шарттарда өтеді;
4) роботтар мен роботехникалық кешендер ыңғайланып, жүзеге
асатын технологиялық кеңістікке өтеді;
5) роботтандырылатын қол операциясының параметрлері дрейфін
шығаратын технологиялық құрылғының технологиялық процесі
параметрлерінің дрейфі жүзеге асуы мүмкін;
6) технологиялық құрылғы мен процестің параметрлерін
басқару және стабилдеу арқылы роботтандырылатын
операциялар параметрлерінің өзгеруіне әсер етуге болады,
оларға әр түрлі мәндері кезінде автоматтар мен роботтар
сәйкес келеді.
Мұндай қол операциясы параметрлерінің басқарылмайтын шарттарында
олардың берілген мәндерді қамтамасыз ету немесе стабилизациялауда, оларды
роботизациялау үшін түрлі автомат, программалық немесе адаптивті роботтар
түрлерін қолдануды рұқсат ететін жетектік-автоматтандырылған жүйелер –
роботты автоматтық деп аталады.
2.2 Құю конвейеріндегі қол операциясын автоматтандыру
Құю конвейерінде сұйық магнийді құю технологиясын жазбалау және қол
операциясы арқылы магнийлі протекторларды құю кезінде стержндерді қою,
балқыған магний үстіндегі тотыққан қабатты алу және магнийлі чушкаларды
штабилдеу.
Осы қол операцияларын орындауға кететін уақыт, шектерінде
дрейфтелуі мүмкін, мұндағы - -қалыптар арақашықтығы шамасынан
тәуелді. Бұл кезде - шамалары қалыптан қалыпқа біртексіз өзгереді және
конвейер тізбегінің ескіру дәрежесінен тәуелді.
Егер, конвейер лентасы идеалды жағдайда деп болжасақ, яғни қалыптар
арасындағы - арақашықтығы бірдей болса, яғни шарты орындалады,
онда операцияның орындалуы үшін сұйық метал ағымын қайта лақтыру үшін
келесі құрылғыны қолдануға болады.
2.2.1 Сұйық металл ағымын қайта лақтыруға арналған құрылғы
2.1-суретінде көрсетілгендей, құрылғы екі механизмнен тұрады
біріншісі 1– бұрылу желобасы түрінде жасалған, ол білікке орналастырылған
және біліктің осі айналасында еркін айналып тұрады. Білік 2 – қадауға
жылжымайтындай бекітілген. Бұрылу желобтың жетегі конвейердің 3 – ақырғы
барабаны, ол 4 – тізбектей қайта беру арқылы 5 – қисық шип блогымен
байланысқан. Бұрылу желобтың жетегі конвейер қалыптарына қатысты синхронды
түрде болатындай жобаланған. Екінші механизм (қолы) 6 – ертоқым секілді, 7
– пинолды блокта орнатылған, ол 8,9 – тұтқаларымен 10 – жұдырықты
механизмдермен байланысқан. Жұдырықты механизмдер құрамына жұдырықша – 11,
оны итеру қызметін атқаратын тұтқаның соңғы ұшы – 9, ал жұдырықтық жұптың
контактілі беті 12 – роликпен байланысқан. Ертоқымның жетегі конвейердің
ақырғы барабаны болып табылады, ол тізбектік қайта жіберу арқылы жұдырықты
механизмдермен байланысқан. Бұл кезде ертоқымдық беті қайтара-түсетін
қозғалыс жасайды.
Құрылғы келесідей жұмыс атқарады: қисайып тұрған тиглден магний ағымы,
қалыптың сызықты қозғалысының жылдамдығына тең бұрыш жылдамдығымен
бұрылатын бұрылғыш желобқа беріледі және оны толтырады.
2.1–Сурет-Конвейерден жетекпен ағымды қайта лақтыратын автомат
Белгілі бір бұрылу бұрышына жеткеннен кейін желоб тоқтап, кері
бағытта айнала бастайды. Ағымның қалыптар арасындағы ашық беттер (стыкынен)
арқылы өтуінің уақыт аралығында ертоқым қозғалып, қалыптар бетін жауып
тастайды. Осылайша, ағым басқа қалыпқа қайта лақтырылады. Соңғы қалыпқа
жеткен кезде бұрылғыш желоб тоқтап конвейер қозғалысының жүрісі бойынша
қозғала бастайды. Осы уақыт аралығында екінші қол ағымның өту моментін
өткізеді.
Бұрылғыш желоб сұйық магний ағымын бағыттап және қайта лақтыра
отырып қалыптарды кезекпен толтырып отырады, ал екінші қол ертоқым түрінде
– қалыптар арасындағы ашық беттерді бүркеп тұрады. Ағымды қайта лақтыру
процесі тұрақты уақытпен айналмалы сипатқа ие.
Тәжірибелік өнеркәсіп зерттеулер көрсеткендей, жасалған манипулятор
конвейердің идеалды тібегі кезінде жұмысқа бейім. Конвейер тізбегі ескірген
кезде құрылғы қозғалысы мен конвейердегі қалыптар синхрондығы жоғала
бастайды. Яғни белгілі уақыттан кейін, ертоқым қозғалысы арасындағы уақыт
аралығы осылардың астынан ашық бетінің өту моментіне сәйкес келмейді, ал
желоб бұрылысы қалыптар қозғалысына синхронды болмайды.
Осылайша, құрылғы кемшіліктеріне келесілер жатады:
1) конвейер лентасы ескірген және созылып кеткен кезде
ертоқымның бұрылғыш желобының жұмысы конвейермен
синхрондалады, және белгілі бір уақыт өткеннен кейін ағым
қалыпқа түспеуі мүмкін, ол ашық беттерге және артынша жүйе
жұмысқа жарамсыз болып қалуы мүмкін.
2) ертоқымның беткі қабатына магнийдің жабысып қалуы
себебінен уақыт өте келе жабысып қалған метал қабаты
қозғалысқа бөгет жасап, жүйе жұмысқа жарамсыз болып
қалады. Бұл кемшілікті жою үшін құрылғы ертоқымды қыздыру
жүйесімен қамтамасыздандырылған немесе материалды таңдау
процесі жасалады, ол ертоқымның беткі қабатын жабады, ол
дегеніміз сұйық магниймен жалату. Мұндай материал
фторфлогопит деп аталады.
Келесі жүйеде қалыпына сұйық металл құйылатын бұрылғыш желоб
синхронизациясының мәселесі қарастырылған.
2.2.2 Синхронды жетегі бар сұйық металл ағымын қайта лақтыру үшін
арналған жүйе
Құрылғы стационарлы күйде 1 – бұрылғыш желобынан тұрады, ол
фторфлогопиттен жасалған. 2 – осіне байланысты 3 – тіреуіш рамасына
орнатылған. 1 – бұрылғыш желобының 2 – осінде 4 – тұтқасы және 5 –
пластинасы бар. Тұтқа ості айналдыру үшін, ал 5 – пластинасы 6 және 7
датчиктеріне әсер ету үшін 1 – бұрылғыш желобының ақырғы қалпын
фиксациялайды. 4 – тұтқасы 8 – штангісі арқылы 9 – қисық механизмімен
байланысқан.
9 - қисық механизмі конвейер 10 – барабанының білігімен 11 –
редукторы арқылы байланысқан. Оның 12 ж„не 13 – реверсивті шығыстары бар,
олар 14 және 15 электромагнитті муфталарымен және 16 – тізбекті қайта
берумен қамтамасыздандырылған.
2.2–Сурет-Синхронды жетегі бар ағымын қайта лақтыру құрылғысы
Құрылғы екі каскадты бастырма түріндегі 17 – қалағымен
қамтамасыздандырылған, ол мысалы, 19 – цилиндрдің 18 – штогында орнатылған.
Бастапқы жағдайда шток толығымен цилиндрден тартылған. Штоктың ығысуы
электромагнитті жетекпен 20 – алтынша (золотник) көмегімен 19 – цилиндрдің
ішіндегі ауа таралуымен жүзеге асады. 21 – жұдырықшасы 22 – датчигіне әсер
ету үшін жасалған, ол 23 – қалыпының қызмет көрсету аймағына кіру моментін
анықтайды. 23 – қалыпының 24 – козырегі бар.
Құрылғы келесідей қызмет атқарады.
Бастапқы жағдайда 1 – бұрылғыш желобы максималды - бұрышына
сағат тілімен бағыттас бұрылып түр. Ол 23 – қалып енімен анықталады. 1 –
бұрылғыш желобы ақырғы қалпының 7 – фиксациялау датчиктерінің контактілері
5 – пластинасымен тұйықталған. Екі каскадты бастырма түріндегі 17 – қалағы
бастапқы қалыпта тұр. Ал 18 – штогы 19 – цилиндрге тартылған, 14 және 15
электромагнитті муфталар іске қосылмаған.
24 – козырегінің 21 – жұдырықшаға келу моментінде ось айналып, 22 –
датчигіне әсер етеді, ол 14 – электромагнитті муфтаны іске қосады. Осы
кезде біліктен айналым 10 – конвейер барабанының білігі 11 – редукторымен
13 – реверсивті кіріс арқылы 9 – қисық шипты механизмге беріледі, ол 8 –
штангасының ығысуымен 1 – бұрылғыш желобын 2 – осімен сағат тіліне қарама-
қарсы бағытпен жылдамдықпен айналдыра бастайды, мұндағы -
желобтың бұрыш жылдамдығы; - конвейер жылдамдығы; - желоб
радиусы.
Сағат тіліне қарама-қарсы максималды бұрышқа жеткен кезде, 5 –
пластинасы 1 – бұрылғыш желобының ақырғы қалпының 7 – фиксациялау
датчиктеріне „сер етеді. Сигнал бойынша қабырға жұмыс қалпына түседі,
біруақытта 14 – электромагнитті муфта қосылады ж„не 15 – электромагнитті
муфта қосылады. Біліктен айналым 10 – конвейер барабанының білігі 11 –
редукторымен 12 – тікелей шығыс арқылы 16 – тізбектей қайта беруді
келтіреді. Содан кейін 9 – қисық шипты механизмі 8 – штангасы арқылы 1 –
бұрылғыш желобын сағат тіліне бағыттас екі есе жылдамдықпен
айналдырады, ол 16 – тізбекті қайта берудің беріліс санының өзгеруімен
жүзеге асады.
Желоб сағат тіліне бағыттас максималды бұрышқа жеткеннен кейін
5 – пластинасы 1 – бұрылғыш желобының ақырғы қалпының 7 – фиксациялау
датчиктеріне әсер етеді. Ол 15 – электромагнитті муфтасын ажыратады. Бір
уақытта 17 – қалағы бастапқы күйге келіп, 18 – штогы 19 – цилиндрге
тартылады, яғни жүйе бастапқы қалпына қайтып келеді. Бұл қалыпта жүйе
келесі 23 – қалыпының 24 – козырегі 21 – жұдырықшаға келуі моментінде
болады, осыдан кейін цикл қайталанады.
Бұрылғыш желоб пен екі каскадты бастырма түріндегі қалақты қолдану
металдың ағымының тек қалақ бетіне түсуінен арқасында шашырауын
болдыртпайды және ағымның бір қалыптан екінші қалыпқа асықпай құйылуын
қамтамасыз етеді.
Қарастырылып отырған есепті шешу үшін, робот пен бұрылғыш желобтан
тұратын роботтандырылған кешенді қолдануға болады.
2.2.3 Ағымды қайта лақтыруға арналған робототехникалық кешен
2.3-суретіндегі робототехникалық кешен (РТК) қолында екі каскадты
қабырғамен бекітілген 9 – басқару жүйесі, роботтың қызмет көрсету аймағына
қалыптардың жету моментін анықтайтын 1 – датчигі, 6 – аралық түрлендіргіші
бар 2 – роботтан тұрады. 5 – тигелінен сұйық металды беру үшін 11 –
жетекпен және 12,13 – ақырғы өшіру құрылғыларымен қамтамасыздандырылған 10
– басқару блогы бар 3 – бұрылғыш желоб олданылады.
РТК келесідей жұмыс атқарады: роботтың қызмет көрсету аймағына сұйық
магнийдің ағымы жетуінің уақыт моменті тақаған кезде 1 – датчигі
роботтың 9 – басқару жүйесін іске қосатын өзіндік немесе аралық
түрлендіргіш – 6 арқылы сигнал береді. Өнеркәсіптік роботы 8 – қолына
бекітілген 7 – қалақты өзіне тартады және металл ағымының астынан
қалыптардың ашық беттерінің өту уақыты аралығында қалыптың ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
КІРІСПЕ 7
1 ТАУАРЛЫ МАГНИЙДІҢ ӨНДІРУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ 9
1.1 Алғашқы магний мен ерітінділерді конвейерлік құю 9
1.2 Магнийді қалыптарға құю 10
1.3 Қалып пен құйма арасындағы жылу алмасу 13
1.4 Құйманың қатуы 19
1.5 Сұйық магний ағынын алып тастауға арналған манипулятор 22
1.6 ЛПМ-5 Автоматтандырылған желісі арқылы сұйық металды балқыту
технологиялық үрдісіңдегі тауарлы магний өндірісінің мысалына сипаттама.
26
1.6.1 Қалыптардың саңылаулары арасындағы лоткаларды орналастыру және
тотықты қабыршықты алу технологиялық үрдісін ЛМП-5 желісінде орындайтын
роботталған технологиялық кешен сипаттамасы. 27
2 ТҮРЛІ ТҮСТІ МЕТАЛЛУРГИЯДАҒЫ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ПРОЦЕСТЕРІНІҢ РОБОТТАНДЫРУ
ӘДІСТЕРІ МЕН ЖҮЙЕЛЕРІН ШОЛУ 28
2.1 Роботты автоматтық жүйелер және роботтандырылатын процестер мен
операциялар 28
2.2 Құю конвейеріндегі қол операциясын автоматтандыру 34
2.2.1 Сұйық металл ағымын қайта лақтыруға арналған құрылғы 34
2.2.2 Синхронды жетегі бар сұйық металл ағымын қайта лақтыру үшін
арналған жүйе 37
2.2.3 Ағымды қайта лақтыруға арналған робототехникалық кешен 39
2.2.4 Бұрылғыш және тербелгіш желобы бар жүйе 41
2.2.5 Тотыққан қабыршықты алуға арналған құрылғы 44
3 МАГНИЙЛІ ӨНДІРІСІНІҢ ҚҰЮ КОНВЕЙЕРІНДЕГІ ТОТЫҒУ ҚАБЫРШЫҒЫН АЛУДАҒЫ
РОБОТТАНДЫРУ ЖҮЙЕСІНІҢ ЖӘНЕ ҚОЛ ОПЕРАЦИЯСЫНЫҢ ЖАЗБАЛАНУЫ 48
3.1 Сұйық магнийді құюға арналған роботтандырылған технологиялық кешен 48
3.1.1 Протекторларды құю кезіндегі стержндерді орналастыруға арналған
автоматтар 51
3.1.2 Магнийлі чушкаларды штабелдеуге арналған манипуляторлар 52
3.1.3 Құю конвейерлерінде магнийді құю процесінің роботты автоматты
жүйелері 54
3.1.4 Қолмен орындалатын операцияларды жинау және жіктеу 56
3.2 Робототехника жүйелерінің құрылымы 62
3.2.1. Өнеркәсіптік роботтардың техникалық сипаттамалары 63
4 РОБОТТЫ БАСҚАРУ АЛГОРИТМІ 65
4.1 Роботпен басқарудың кадрның құрылымы 66
5 ЭКОНОМИКАЛЫҚ БӨЛІМ 70
5.1 Өңдеушілер жалақысы 71
5.1.2 Қарастыруға кеткен шығындарды есептеу 72
5.1.3 Автоматты техникалық өнімдердің есептелуі кезіндегі шығындары 72
5.2 Жалпы шығынды есептеу 74
5.3 Жалпы экономияны есептеу 74
6 ЕҢБЕКТІ ҚОРҒАУ 76
6.1 Өндірістегі қауіпті және зиянды факторларды талдау 76
6.2 Қорғаныс шаралары 77
6.2.1 Ұйымдық шаралар 77
6.3. Техникалық шаралар 80
6.3.1 Электр тогынан зақымдалунан ұшырауды ескерететін шаралар 80
6.3.2 Зиянды заттардан қорғану 81
6.3.3 Шу мен дірілдеткішті төмендету шаралары 82
6.3.4 Механикалық әсерлерден қорғау 83
6.3.5 Өртке қарсы шаралар 84
6.4 Вентиляцияны есептеу 85
6.4.1 Жерлемелі есептеу 88
6.4.2 Жарықтандыру 89
ҚОРЫТЫНДЫ 92
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 93
АННОТАЦИЯ
Дипломный проект посвящен актуальной теме и проблеме роботизации
технологического процесса снятия окисной пленки с поверхности магниевого
расплава. Приведено описание технологии производства товарного магния.
Поставлена задача роботизации данного передела.
Для роботизации данного процесса предлагается использовать
промышленный робот Универсал-5.02. Для управления данным роботом при
выполнения операции снятия окисной пленки разработан алгоритм управления.
Также в дипломном проекте рассмотрены вопросы охраны труда и
рассчитаны ожидаемые экономические показатели от применения роботов.
АНДАТПА
Диплом жобасында сұйық магний бетінен тотықты жинау операциясының
роботтандыру мәселесі қарастырылған. Бұл мәселе қазіргі кезде актуалды
болып табылады. Бұл жобада тауарлы магнийді өндіру технологиясы
көрсетілген, осы өндірістің ерекшеліктерін ескере отырып, магний тотығын
жинау оперциясын роботтандыру есебі арқалы қойылғаны көрсетілген.
Қарастырылған процесті роботтандыру үшін Универсал-5.02 роботы
қолданылады. Осы роботты басқару үшін басқару алгоритмі жасалған.
Бұл жобада еңбек қорғау және күтілетін экономикалық көрсетілімдерді
есептеу сұрақтары ескеріледі.
КІРІСПЕ
Өнеркәсіптік өндірістің интенсификациялау бағыттарының бірі
робототехника мен автоматизациялаудың қазіргі кездегі элементтері кең
қолданылатын технологияларды енгізу және жасау болып табылады.
Бірақ зерттеулер көрсеткендей, осы кезге дейін қол еңбегін қажет
ететін технологиялық процесстер мен өндірістер бар.
Металлургияда қол еңбектерін автоматтандыру мақсатымен өткізілетін
зерттеулер технологиялық құрылғының технологиялық процестерінің
қасиеттерімен байланысты және де сол қолданылатын әдістемелердің
кемшіліктеріне байланысты қажетті нәтижеге әкелмейді. Қойылған есептерді
шешудің таңдалған жолдары қолдануда жеткіліксіз сенімділігі мен қымбат
еместігінен тиімсіз болатын жеткілікті күрделі мамандандырылған немесе
арнайы роботтардың жасауына байланысты.
Өз алдына роботтандырылатын операциялардың күрделілігін варьирлеу,
оларды орындау үшін автоматтардың түрлі түрін, роботтар мен
робототехниканың құралдарын қүлдануға мүмкіндік береді.
Яғни, құрылғының түрлі техникалық күйінің технологиялық процесінің
жүру режимдері мен параметрлерінің түрлі мәндер диапозонында бір ғана
операцияны орындау үшін.
Роботтандырылған жүйелердің оптималды құрылымын таңдау үшін мүмкін
болатын жиынның функционалдау тиімділігін салыстыру қажеттілігі туындайды.
Ең тиімді жолы – бұл есепті шешу үшін моделдеу.
Технологиялық процестерді жүргізу режимдері мен параметрлері арасында
байланысты шығару негізінде роботтандыру көзқарасынан құю конвейер мен
каруселдік құйма машиналарында түрлі түсті металдарды құю процесі үшін
қолданылатын автоматтар мен робототехникалық жүйелердің, құрылғылардың
түрлі құрастыру варианттары көрсетілген.
Құю конвейері мен түрлі каруселді машиналарда технологиялық
процестерін жүргізу режимдері мен шарттары кезінде бір ғана қол операциясын
орындау үшін автоматтар немесе өнеркәсіптік роботтар, қарапайым
құрылғыларды қолдану мүмкіндігі көрсетілген.
Роботтық автоматты жүйенің оптималды құрылымын таңдау, моделдің
көмегімен оның функционалды тиімділігін зерттеумен құру жолымен
жүргізіледі.
Зерттеулердің көбісі – роботтар элементтерінің моделдерін құрастыру
әдістемесі мен әдістерін жасауға топтастырылған схемалардың роботтар
қозғалысының өнеркәсіптік траекториясын синтездеуге, робототехникалық
кешендер мен робототехникалық жүйелер құрылымын, сондай-ақ оларды іске
асыратын алгоритмдерді жасауға арналған.
1 ТАУАРЛЫ МАГНИЙДІҢ ӨНДІРУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ
1.1 Алғашқы магний мен ерітінділерді конвейерлік құю
Чушкаларға магнийді құю конвейерлік құю машиналарымен жасалады, олар
механикалық жүйе арқылы электрқозғалтқыштан қозғалысқа келтіретін және
белгілі бір жылдамдықпен қозғалатын бірнеше ондаған шойын қалыптардың
шексіз лентасы болып табылады.
Лентаның бір жоғарғы бұтағының ұшында қалыптарға майысып тұрған
тигелдерден сұйық металды құяды, ал екінші ұшындағы қатып қалған қалыптың
түріндегі металл қалыптан түсіп қалып, келесі өңделуге кетеді.
1.1-Сурет-Құю конвейерінің сұлбасы
1.1-кесте мен 1.1-суреттен көрінгендей қалыптар лентасы сәйкес
операцияларды орындайтын бес аймаққа бөлінген. 1.1-кестеде процестің
периодының ұзағтылығын анықтау нәтижелері келтірілген.
Құю процесі үш аспектпен қарастырылған: гидродинамикалық,
жылутехникалық және металлургиялық.
1.1-Кесте-Конвейердегі құюдың бөлек перидтарының ұзақтылығы
Аймақ Жұмыс мазмұны Операция ұзақтылығы
номірі
с %
І Қалыпқа сұйық магнийді құю. . . . . 6 1,1
Қалыпқа металлдың суытылып, қатуы .
ІІ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 44,3
. . . . 30 5,5
Ауада қалыптардың суытылуы . . . . 36 6,6
ІІІ Сумен қалыптардың суытылуы . . . . 230 42,5
ІV Ауада қалыптардың суытылуы . . . .
V
Лентаның толық айнау ұзақтылығы 543 100
1.2 Магнийді қалыптарға құю
Тиглден металдың шығынын келесі формуламен өрнектеуге болады
Gс=(c(fс
(1.1)
мұндағы, fс – ағымды қию ауданы;
(c – ағымның орташа жылдамдығы.
Осы формуладағы барлық шамаларды тұрақты деп алып, бөлек алынған
қалыпқа келіп түскен жылдамдық, металл шығыны, құю және ағымды бағыттау
уақыт өте өзгереді.
2-қалыпының толуының үш фазасын қарастырамыз. І фазасындағы
қалыптың толу жылдамдығы тұрақты және
(І=(c(sіn(
(1.2)
мұндағы, ( - 1.2 а- суретіндегі көлденең жазықтығы бар қалыптың бүйір
қабырғасымен құрылған бұрыш, бұрыштың шамасы барлық фазада тұрақты, сондай-
ақ (І-да тұрақты.
Түсіп бара жатқан ағымның, оның түсуінің барлық периоды кезінде
қиылысуы өзгеріссіз және қалыптардың жылдамдықтары тұрақты деп қабылдай
отырып, І фазасының қалыпына келіп түсетін ағымның қиылысу ауданы 0-ден fc-
қа дейін өзгереді.
І фазасындағы металдың шығыны келесі формула бойынша анықталады
GІ=(c(sіn((fІ
(1.3)
fІ 0-ден fc-қа дейін өзгеретін болғандықтан, GІ 0-ден (c(sіn((fІ
дейін өзгереді.
І фазасындағы толтыру өте жәй және тыныш өтеді: қалыптың бүйір жақ
қабырғасына металл түсе келіп фаза соңында 0.05-0.1м қалыңдықпен оның түбін
жабады.
1.2 а-суретінде көріп отырғандай ІІ фазада түсіп бара жатқан ағымның
барлығы қалыптардың біреуіне түседі және қалыптың негізгі толуы осы фазада
болады.
(ІІ=(c , ал fІІ=fc болғадықтан,
GІІ=(c( fc
(1.4)
Күшті ағым металдың төменгі қабатына келіп түседі, ол оның соғу
әсерін төмендетеді, соған қарамастан ол жеткілікті үлкен және күшейтілген
көпіршіктің пайда болуын және металдың тотығуын болдырады.
Аллюминий мен басқа да металдарды құйған кезде, олардың құрылған
тотық көлемінің осы металдың құрылуына кеткен металл көлеміне қатынасы К(1,
металл ағымы чушкадан - құйылатын металды тотығудан сақтайтын тотыққан
қабыршықта жатыр. Чушканың құрылуы және магнийді құю кезі бақыланады,
К=0,74. Бірақ бұл қабыршықтың төзімділігі өте төмен және құйылатын
магниймен бірге қалыпқа түсіп тесіле жыртыла бастайды.
ІІ фазадағы қалыпқа құйылатын металл қалыптың қарама-қарсы
қабырғасына жетіп, одан ажырай бейнеленеді, артынша бейнелеуші толқын пайда
болады, ол ағымның түскен жеріне жылжиды. Олардың кездесу моментінде толу
процесі ІІІ фазасына өтеді.
1.2-Сурет- Қалыптардың металмен толу кезегі
Жылдамдықтың, қиылысудың және шығынының өзгеру сипаты І фазасының
параметрлеріне ұқсайды, тек барлық элементтер кері тізбекпен қайталанады.
Қалыпқа металдың келіп түсуі бүйір қабырғасы бойынша өтеді. Бұл қалыпқа
құйылып қойған металдың массаға жәй және тыныш кіруін анықтайды. Сұйық
металл беті бұл фазада деңгейдің жоғарылауы кезінде орындалуларға
қауіптенбейді, яғни деңгейдің жоғарылауы жоғарыға түсе өтеді.
1.3-суретте қалыптарды металмен толтыру жылдамдығының өзгеруі,
ағымның қиылысу ауданы мен металдың уақыт бойынша шығыны көрсетілген.
Осылайша қалыптарды толтыру процесі кезіндегі чушканың сапасына ең
теріс әсерді ІІ фаза тигізеді. Күшті ағымның жеткілікті жоғары биіктіктен
қалыпқа түсуі магнийдің көпіруіне және тотығуына әкеп соғады. Тотыққан
қабыршықты беткі беттен қолмен алады. Соған қарамастан көбінесе чушка
негізінен тотыққан металл емес затпен азап шегуі мүмкін – оның пайда болуы
магнийді құю сипатына байланысты – ашық ағым.
1.3-сурет-Қалыптарға құю кезіндегі жылдамдық пен шығынның өзгеруі
1.3 Қалып пен құйма арасындағы жылу алмасу
Жылу алмасуды қолмен магнийді қозғалмайтын қалыпқа құя отырып
көргенбіз; барлық операциялар ұзақтылығы конвейердегі ұқсас операциялар
ұзақтылығына тең болды.
Конвейерде бір балқыманы құюдың ерекшеліктері мен сипатына қарай
металдың жұп порциясын лентаның толық айналымына сәйкес келетін уақыт
өткеннен кейін құяды, ал тақ – ағымдар арасындағы үзілістер уақытына сәйкес
келетін көбірек уақыт өткеннен кейін.
Тигелдегі магний температурасын хромель-алюмелді термопарамен өлшейді
және ЭПП-09 приборында фиксирлейді, ал қалыптар температурасын – хромель-
копелді термопаралармен өлшейді, олардың суық спайлары ЭПП-09М2 приборына
жалғанған.
Құйманың температурасының өзгеруін ашық жанып тұрған спайы бар және
қалыңдығы 0,005м, қалыпқа металды құю алдында орналастырылған, хромель-
алюмелді термопаралармен анықтайды. Термопара спайлары қалыптар түбінен
0,022 және 0,045м арақашықтықта орналасқан. Температура ЭПП-09М2 приборымен
фиксирленген. Диаграммалық лента жылдамдығы барлық үш приборларда 14,4 мс
тең, ал цикл – 5 с.
1.2-кестеден көрінгендей, 2-циклдан бастап қалыптың температурасы
бірдей шектерде өзгереді (2-7 циклдар). Қалыптың орташа температурасы құю
мен сәйкес алып тастау алдында 261 және 3630 С.
7-ші құйманы алып тастағаннан кейін қалып сумен салқындатылмайды. Бұл
құю алдында температураның 326-ға дейін өсуіне әкеп соқты, ал алып тастау
алдында 4840-ке дейін. Бұл жылу, ІІ аймақтағы қалыптардың температурасының
өзгеруі 2-7-ші циклдарға қарағанда 1,5 есе өсіп кеткендігіне қарап
қалыппен аккумуляцияланады.
9-шы циклдағы өзара ескерілмейтін моменттер бір жағынан сұйық
қалдықты вакумды құюға байланысты құйма массасының
1.2-Кесте-Магниймен толтыру процесі кезіндегі қалыптағы температураның
өзгеруі
Қалыптар Цикл номірі
температурасы
1 2 3
Ккал ( ккал (
Жылу: Қалыппен аккумуляциялау
асыра ысу. . . . .129 15,5 Құймамен, сәуле жіберумен750 89,8
қату. . . . . . . 556 66,5 және жақындаумен
. . .
қалыпта металдың 150 18 85 10,2
сууы.
835 100 835 100
Жылу баланс теңдеуі келесідей болады
Qқұ1+Qқұй1 =( Qсәу + Qжағ )+(Qқұй + (Q111+ Q1V +QV) +Qак1.
Баланстарды құрастыру кезінде келесі параметрлер мен жылу алмасу
шарттары қабылданған:
құйма үшін:
mTB=7.3 кг; tтемп=7100С; tуд=5740С; К=0,93 ккалм3*ч*0К4; f=0.1 м2;
(ғұй = 7,03ккал(м2*ч*0С); f ғұй=0.25 м2;
қалып үшін:
m1=55кг; t1=2530С; t2=3590С; (Қ=23.9ккал(м2*ч*0С); f=0.488м2; (Қ=354
ккал(м2*ч*0С); tорт=200С; tВ=50С.
1.3-кестесінен көрінгендей металдың көп бөлігі қалыппен
аккумуляцияланады.
1.4 Құйманың қатуы
Конвейердегі құйманың қатуын жан жақты суыту процесі ретінде
қарастыруға болады: қалыпқа құйылған сұйық металл көлемі бес жақтан
қалыптың қабырғаларына тиеді, ал бет жағы ауа мен немесе газбен түйіседі.
Жан жақтан жылу бөлудің интенсивтілігі кристалдардың өсу жылдамдығы мен
бағытын анықтайды және құйманың қабатының қалыңдығын анықтайды.
Аз көлемді түрлі түсті металдар құймасының қату ұзақтылығы қалған
үлкен құймаларға қарағанда көптеу болады.
Сондықтан да сенімді нәтиже алу үшін қатуды суытатын термопарамен
температураны өзгерту, сұйық қалдықты құйғаннан кейін өлшенетін қабаттың
өзгеруі, сұйық металдың соңғы тамшысы қатқан кезде.
1.5-суретте 1 және 2 нүктелерінде температуралар өзгерісімен
кристализациялау фронтының қозғалымы кезекпен 2 және 1 нүктелері арқылы
болатын болғандықтан, жылудың бір нешеуі төмен қарай кеткенін сапалы түрде
анықтады.
Соңғы тамшы қатқан кезде құйманың қату ұзақтылығын визуалдық түрде
анықтаған. Ол үшін құйғаннан кейін бірнеше секунд өткеннен кейін және
қабаттың беті құрылу үшін оны соғып тұрған. Сұйық металл беткі бетке
шыққаннан кейін құйманың қабаты бойынша жеңіл жиі соғып тұрған, олардың
әсерімен сұйықтық құйманың бетіне ығысып, және керісінше болады.
Сұйық металдың беткі бетке шығысы тоқтаған моменті уақыт бойынша
фиксирленеді.
Қалыптағы құйманың толық қату ұзақтылығы 225 с құрайды. Осы уақыт пен
11 аймақтың ұзақтылығын салыстыра отырып қалыптағы құйманың толық қатуы 16с
құрайтынын көруге болады.
1.5-Сурет-Қалыптағы магний құймасының қату изотермалары
Қату жылдамдығын анықтағаннан кейін қалыпқа құйылған сұйық металды
белгілі уақыт аралығында қайтадан құйып алатын.
Құйып алуды жәй ғана көтеріп құятын немесе ваккумды сорып алу арқылы.
Сорып алу бір ғана нүктеде өткендіктен, ауаға жылу бөлу нәтижесінде
құрылған жоғарғы қабат төмен қарай түсіп төменнен өсіп көтеріліп келе
жатқан қабатқа қосылатын.
1.5-суретте уақыт өтісімен металдың қабатының қалыңдығы өзгереді.
Металл мен қалып температурасы, сондай-ақ құю шарттары өзгеріледі, штрих
сызықтарымен жоғарғы қабаттың жоғарғы шекарасы көрсетілген. 180с сәйкес
келетін моментте жоғарғы қабат төзімді болып көрінеді.
Қабаттың қалыңдығын өлшеу әр бір темплеттің төрт жерінде өтеді:
жоғарғысының қалыңдығы, төменгі және бүйір қабаттарын қалып қабырғаларына
перпендикуляр болатын бағытта өлшейтін, бұрыштарындағы қалыңдықты – доғал
бұрыштың бисектрисасы бойынша.
Өлшеулер нәтижесі бойынша 1.5-суреттерінде көрсетілген қисықтар
тұрғызылған. 1.5-суретінде қатып қалған қабаттың массасының өзгеруі
көрсетілген. Құйылғаннан кейін кристализациялау жылдамдығы төменнен және
бұрыштарда жоғарылап, 0,008-0,01 мс жетеді. Қабат құрылғаннан кейін
қалыптың түбі мен қабырғаларында және қалып пен құйма арасында саңылау
пайда болғаннан кейін кристализациялау жылдамдығы тез арада төмендеп кетеді
0,001-0,005 мс, ал қату соңында қайтадан өседі.
Жоғарғы қабаттың өсуін тура сызықпен сипаттауға болады, ал оның
кристализациялау жылдамдығы 0,0003 мс құрайды.
Жоғары температура кезінде жоғарғы қабат төменгі қабаттың өсуіне және
отырып қалған бос орындарды толтыруға арналған барлық сұйықтықтарды
қолдануына байланысты атмосфералық қысымға кедергі бола алатындай төзімді
болмайды. Төменгі температура кезінде жоғарғы қабат жылдам құрылады және
кристализациялау фронты жақындау моментінде төменнен атмосфералық қысымға
қарсы тұрып құйма ішінде жолақ пайда болады.
1.5 Сұйық магний ағынын алып тастауға арналған манипулятор.
Тауарлы магний өнеркәсібі автоматизация мен механизацияның жоғары
дәрежесімен сипатталады. Бірақ, еңбек қолы пайдаланылатын учаскелер де
кездеседі. Осындай учаскелердің біріне сұйық магнийді қалыпқа құю
технологиялық үрдісі жатады.
Сұйық магнийді құю жұмысшы-оператормен басқарылатын тигель көлбеуі
көмегімен, ал сұйық магнийді бір қалыптан екінші қалыпқа тасымалдау жұмысшы-
кұюшы арқылы жүзеге асады. Жұмысшы калыптағы сұйық магний деңгейін визуалды
және жуықтау арқылы анықтап, толған қалыптағы сұйық магнийді келесі бос
қалыпқа салу нәтижесінде кұтыларды ауыстырып тұрады. Мұндағы сұйық магний
массасының қателігі Ғ 1кг аралығында ауытқиды. Осындай дәлдік
калыпта Ғ0.05м ауытқуына әкеліп соқтырады.
Тауарлы магний өндірісінің технологиясына байланысты балқытылған
металл бетінен тотықты қабыршықтарды алып тастау керек. Осы үрдісте қолмен
орындалады. Жүргізілген зерттеулердің қөрсетуі бойынша осы операцияларға
сериялы шығарылымды ӨР, оның ішінде Универсал 5.02. қоддануға болатындығын
көрсетті.
ӨР-ын сұйық магний бетінен тотықты қабыршықты тастау мақсатында
қолдану үшін қалыптағы металл деңгейін автоматты түрде стабилизациялайтын
жүйе қажет.
Құю үрдісі кезінде конвейер тоқтамайды, ол тұрақты жылдамдықпен
қозғалады. Техникалық үрдіс және қауіпсіздік техникаларының ережелеріне
сай, сұйық магний ағыны үздіксіз ағын түрінде болуы керек. Ағынның үздікті
болуынан сұйық магнийді дозалау өте қиынға соғады және қауіпсіздік жағынан
алып қарағанда сұйық магнийдің көпірінен сақтану үшін тиімсіз.
Сұйық магнийдің деңгейін өлшеудегі дәстүрлі әдістер: контактылы және
контактылы емес өлшеулерді қолдану келесі жағдайларға байланысты күрделене
түседі. Олар:
Өлшеу аймағындағы жоғары температура әсері;
Сұйық магнийдің жабысуы;
Кауіпсіздік техникалары ережелеріне сай, өлшеу аймағына
механикалық жүйелерді енгізу.
Басқарылатын электромагнитті насосты ЭМН-7а қолдану
Сұйық магний құюдың перспективті варианты болып саналады. Ол
магнитогидродинамикалық датчикпен бірге сұйық магнийдің ағу
жылдамдығының тұрақтылығын камтамасыз етеді. Бірақ сұйық магний деңгейін
стабилизациялау (тұрақтылау) үшін металл ағынын алып тастауға арналған
құрылғы қажет.
1.6-Сурет-Тауарлы магнийді құюға арналған автоматикалық желі
Осы мақсатта манипулятор құрастырылғaн, ол қалып ішіндегі сұйық
магнийдің ағынын алып тастау операциясын орындайтын адам қозғалысына
негізінде оған ұқсатылып жасалған. Манипулятордың екі қолы бар. Оның біреуі
— бұрылысты желоб түрінде жасалған және сұйық магний ағынын қалыпқа
бағыттауға, ал екіншісі-қалақшалар түрінде жасалған және калыптар
арасындағы стыктерді жабуға арналған. Өйткені, сұйық магний ағыны стыкке
түспеуі үшін негізделген.
1.5-суретте тауарлы магнийді құю автоматикалық желісі көрсетілген.
Желі кұрамына электромагнитті , насос 7, құю конвейері 2 және манипулятор 3
кіреді. 1.5-суреті бойынша манипулятор екі қолдан түрады. Оның біреуі
бүрылысты желоб 7, түрінде жасалған. Желоб білікке орналастырылған және
оның осі айналасында еркін айналады. Білік тіреуге 2, қатаң, қозғалмайтын
түрде бекітілген. Бұрылысты желобтың қозғағышы ретінде кривошип блогымен 5,
шынжырлы беріліс 4, арқылы қосылған конвейер барабаны 3, болып саналады.
Бұрылысты желобты қандай да бір бұрышқа бұруға байланысты шынжырлы
берілісті қысқартуға немесе ұзартуга мүмкіндік бар. Бұрылысты желоб
қозғағышы желоб бұрылысын конвейер қалыбымен салыстырғанда, синхронды
болатындай етіп проектелген. Электромагнитті насос магнитогидродинамикалық
датчиклен бірігіп, сұйық магнийдің ағыс жылдамдығын тұрақты етіп ұстап
тұрады. Сұйық магний ағыны манипулятордың желобына түседі. Бұрылысты желоб
қалып қозғалысының жылдамдығына тең жылдамдықпен айналады және оны
толтырады.
Белгілі бір қалыптағы сұйық магний деңгейінде бұрылысты желоб қарама-
қарсы бағытта дәл сондай жылдамдықпен айналады және қалыптарды белгілі бір
анықталған деңгейге дейін магниймен толықтырады. Қалып арасындағы стыкке
сұйық магнийді жібермес үшін манипулятордың екінші қолы созылып, стыкты
жабады. Бұрылысты желоб қарама-қарсы бағытта қозғалуы арқасында, қалақша
арқылы ағынды келесі магниймен толмаған қалыпқа орналастырады да тоқтайды.
Толық тоқтағаннан кейін бұрылысты желоб конвейер бағытында қозғала бастайды
және қалыптарды сұйық магниймен белгілі анықталған деңгейге дейін
толықтырады.
1.7-Сурет-Манипулятор схемасы
Сұйық магний ағыны қалақша арқылы бағытталғаннан кейін келесі конвейер
бағытында қозғалып келе жатқан қалыпты тасымалдаушы ағынды өткізу үшін
манипулятор біртіндеп қолын тарта бастайды.
Қалақшалар қозғалысы желісінен ағын өткен кезде манипулятор қолын
тартады. Өйткені: бұрылысты желобтың кері қозгалыс кезінде сұйық магний
ағыны стыкке жоламай, қалақшалар арқьглы өтуі үшін керек.
Бұрылысты желоб сұйық магнийді бағыттау және апарып тастау арқылы
қалыпты кезекпен толықтырып, ал манипулятор қалақшасы -қалып арасындағы
стыктерді жауып отырады. Манипулятормен ағынды алып тастау үрдісі түрақты
жылдамдыкты циклдік сипатқа ие болғандыктан және электромагнитті насос
сұйық магнийдің ағыс жылдамдығын тұрақты ұстап тұратындықтан бұрылысты
желобтың қозғалыс аралығын өзгерту арқылы сұйық магний деңгейін барлық
конвейер калыптарында тұрақты деңгейге жеткізуге болады.
Сұйық магний ағынын алып тастау технологиялық үрдісінде манипуляторды
қолдану жұмыс қолын смена ішінде монотонды, бір қалыпты жоғары
температуралы агрессивті ортада және адам өміріне зиянды зонадағы физикалық
еңбектен босатады.
1.6 ЛПМ-5 Автоматтандырылған желісі арқылы сұйық металды балқыту
технологиялық үрдісіңдегі тауарлы магний өндірісінің мысалына сипаттама.
Қарастырылатын тауарлы магний пештеріндегі тигельдегі рафинирланған
сұйық магний көпірлік кран арқылы бұрылу құрылгысына орналасады. Соның
арқасында қалыптармен жабдықталған кұю конвейеріне сұйық магний
жөнелтіледі. Магнийдің берілетін мөлшері мен құю конвейерінің жылдамдығы
баскару пульты арқылы жүзеге асады. Лоткалардың қалыптардың саңылаулар
арасында орындарын ауыстыру және балқытылған металлдың беткі бөлігінен
тотықты қабыршықты алу қол еңбегі арқылы жүргізіледі. Сұйық металды құю
үрдісі кезінде, металл тотықтанады. Тотықтаудан сұиық металды қорғау,
металл ағынына және толтырылған қалыптарға күкірт ұнтақтарын қысылған
ауаның көмегімен қосу арқылы жүргізіледі. Құю конвейерін іске қоспастан
бұрын, қалыптарды жылыту қажет, оны пропан-бутан арқылы алады. Қалыптарды
суыту үрдісі-техникалық сумен, ал оларды тазалау бор қышқылының ерітіндісін
пайдалану арқылы іске асады.
Құйманы толық қатқаннан кейін, ол қадағалау пунктына сосын су арқылы
конвейерде суытылады да клеймительге және қорғалған өңдеме камерасына
түседі. Онда олар хромның сулы ерітіндісі батырылып, сосын штабель
реттеуішпен штабельге ұқсатылады және электрожүктегішпен немесе кран арқылы
қоймаға жөнелтіледі.
Жарамсыз бұйымдар тауарлы магний пештеріне түсіп, құю үрдісіне
қайтадан қатысады.
1.6.1 Қалыптардың саңылаулары арасындағы лоткаларды орналастыру және
тотықты қабыршықты алу технологиялық үрдісін ЛМП-5 желісінде орындайтын
роботталған технологиялық кешен сипаттамасы.
Тауарлы магнийді құю үрдісінің сипаттамасы жоғарыда аталып өтті. Осы
құю үрдісінде механикаландыру мен автоматтандыру деңгейінің жоғарылығына
қарамастан, технологиялық үрдістің кейбір бөліктері адам қолының, яғни
жұмысшы-оператордың еңбегін қажет етеді.
Осы технологиялық операцияларды дәстүрлі әдістер арқылы
механикаландыру мен автоматтандыруға талпыныстар өте көп болады, бірақ
өкінішке орай олар күткен нәтижелер көрсете алмады.
Жоғарыдағы операцияларға өндірістік роботтарды қолдану перспективті
болып саналады. Өндірістік роботтардың кинематикалық құрылымдары мен
орындаушы механизмдері, басқару жүйелерінің арқасында жұмыс органының
әртүрлі жылдамдық үдеулері бар траекториялар арқылы қозғалыс жасауына
мүмкіндік береді.
Төменде роботталған технологиялық кешеннің қүрылымдық схемасы
көрсетілген. Ол сұйық магнийді беру жүйесінен (БЖ), сәйкесінше лоткаларды
орын ауыстыру және тотықты қабыршықты алып тастау механизмдерін орындауға
арналған бағдарламалық басқару жүйелері бар (ББЖ1), (ББЖ2) өнеркәсіп
роботтары (ӨРІ) және (ӨР2)-ден тұрады. Өнеркәсіп роботтарын қарастырылып
отырған операцияларда эффекті түрде пайдалану үшін қалыпта құйылған металл
деңгейін тұракты берілген деңгейде ұстап тұру қажеттігін ескерген жөн.
Сондықтан роботтылған технологиялық кешендерді құрастыру кезінде металл
деңгейін қадағалайтын автоматикалық жүйе енгізу қажет. Ол электромагниттті
насос (ЭМН-7а) түріндегі сұйық металл беретін құрылым жүйесінен (БЖ),
басқару қүрылғысынан (БҚ), металды қалыпқа бергендегі шығын датчигі Дш және
басқару сигналы И3 —дан түрады.
РТК-ң құрылымдық схемасы
2 ТҮРЛІ ТҮСТІ МЕТАЛЛУРГИЯДАҒЫ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ПРОЦЕСТЕРІНІҢ
РОБОТТАНДЫРУ ӘДІСТЕРІ МЕН ЖҮЙЕЛЕРІН ШОЛУ
2.1 Роботты автоматтық жүйелер және роботтандырылатын процестер мен
операциялар
Қазіргі кездегі өндірісте технологиялық процестің автоматтандырылуы
роботтардың көмегімен келесі жолдармен іске асырылады. Біріншісі -
өнеркәсіп саласы, олар роботтармен қамтамасыздандырылған жұмыс бөлімдерінің
реттелуінің жоғары дәрежесімен ерекшеленеді. Бұл технологиялық процестің,
технологиялық құрылғының, олардың өзгеру динамикасының параметрлерінің
априорлы берілуін қамтамасыз етеді, ол өз алдына роботтандырылатын қол
операциясының параметрлерінің априорлы берілуіне мүмкіндік береді, ал
артынан роботтың басқару координаттарын.
Әдетте мұндай өндірістерде қатаң құрастырылған манипуляторлар
қолданылады (автооператорлар), технологиялық процестің белгілі
программасына тәуелді бола тұрып қатаң байланыста технологиялық құрылғымен
функционалданатын циклдық басқару жүйесі бар программалық роботтар.
Программалық роботтар түрлі қол операцияларына түзетулер жібереді,
бірақ әр бір түзетуден кейін олар белгілі жағдайда белгілі орналасқан
заттармен бір қатаң операцияны қайталап отырады. Автооператорлар мен
программалық роботтар негізінде металдарды термоөңдеу операцияларында,
қысым кезінде құю, бояу, пісіру, өндірістерінде түрлі технологиялық
құрылғыларға қызмет көрсету үшін машиножасау салаларында қолданылады.
Екінші жол технологиялық процестер мен құрылғылар
параметрлерінің анықталмаған дрейфі болатын технологиялық объектілер үшін
арналған, олар өз алдына роботтандырылатын қол операцияларын демеп жүретін
дрейф себебі болып табылады. Мұндай өндірістерде адаптивті роботтар
қолданылады, яғни өздері жоғары немесе кіші дәрежеде қатаң емес анықталған
жағдайда орын табатын. Осылайша, адаптивті роботтардың әрекеті техникалық
жүйедегідей мүмкін болатын дрейф есебімен қалыптастырылған жіберу негізінде
құрастырылуы керек. Бұл үшін ол сезу жүйесімен қамтамасыздандырылады –
алдын ала болжай алмайтын жағдайды қабылдай алатын қандай да болсын
датчиктермен, сондай-ақ датчиктерден информацияларды өңдеу жүйесімен,
адаптивті басқару сигналдарын жасап шығарумен, яғни манипулятор қозғалысы
программасының өзгеруін.
Үшінші жол анықталмаған немесе өзгеретін жағдайда өтетін қол
операцияларын роботтандыру үшін таңдалады. Ол үшін робот техникалық көз
қарасы жүйесімен және информацияны өңдеу жүйесімен, қажетті технологиялық
операцияларды орындау үшін өзінің алдынғы әрекеттері туралы шешімдерді
автоматты жасаумен жағдайды танумен қамтамасыздандырылады.
Осыған ұқсас жіктелу роботтандырылған технологиялық кешендерге тән.
Олар роботтандырылатын операциялардың (деталдардың қалпына және
конфигурациясына, т.с.с.) параметрлерінің ішкі шарттарының өзгеруіне
адаптивті келетін немесе қатаң программаланған болуы мүмкін.
Роботтандырылған технологиялық жүйелердің және кешендердің теориялық
аспектілері және практикалық құрылу негіздері терең жасалған.
Өнеркәсіптік роботтарды өндірудің кезекті облыстары алдында
көрсетілген термоөңдеу, қысым кезінде құю, доғал және газды пісіру, бояу,
соның ішінде кузнецтік-прессті өндірістердің операцияларынан басқа
көмірқышқыл кесу, абразивті тазарту және шлифтеу, конвейерден деталдарды
шешу және орнату, жинау процесстері, тану операциялары, детальдарды
сорттау, навалдан деталдарды ажырату, өлшеу операторымен
қамтамасыздандырылған манипулятор көмегімен технологиялық процестерді және
сапасын бақылау, және тағы бір неше қатар технологиялық операциялары болып
табылады.
Түрлі түсті металлургияның технологиялық процестеріне келетін және
олардан шығатын роботизациялау есебінің спецификациялары мен қол
операцияларының орындалу шарттары өнеркәсіптік роботтардың стандартты
ассортиментін және робототехника құралдарын қолдана отырып теориялық және
практикалық нәтижелерді тікелей қолдануға мүмкіндік бермейді.
Түрлі түсті металлургияның қарастырылып отырған объектілеріндегі
технологиялық процесстер сипаттамасы – бұл түрлі химиялық процесстер:
флотация, рафинатталу, еріту, құю конвейеріндегі сұйық металдардың құйылуы
– технологиялық процесстерден роботизациялау салалары үшін ерекшеленеді –
деталдарды өңдеу, түйіндерді жинау, бояу және тағы басқа. Бұл
айырмашылықтардың спецификасын қол операциясы сипаттамасы мен
параметрлеріне технологиялық процесс параметрлерінің әсер етуімен
нәтижелеуге болады.
Мысалы, токарлық станокта бұйымды өңдеу сапасы, өлшем дәлдіктері,
жоғарғы беттің қажетті тазалығы қарастырылып отырған металлургиялық
процестерде бұл байланыс бар болғанымен станоктан бұйымды шешіп алу және
орнату қол операциясының сипаттамалары мен параметрлеріне әсер етпейді.
Мысалы сұйық магний шығынының шамасы конвейердегі қалыптарға құйылған метал
деңгейіне әсер етеді, және тотыққан қабатты шешіп алу қол операциясын
орындау кезінде қалақ пен айдағыш қозғалысының деңгейіне әсер етеді.
Басқа мысал: электролиттің тазалығы мен концентациясы және катодты
мырыштың электролиз процесіндегі ток күші катодты негіздегі мырыш қабатының
жабысу коэффициентіне әсер етеді, және осыдан оны ажырату кезінде қажетті
қол операциясының күшеюіне әсерін тигізеді.
Осыған ұқсас байланыс технологиялық құрылғылар параметрлерінің
дрейфі мен қол операциясы арасында бақыланады. Бұл тәуелділік мысалы, сұйық
металдың ағымын қайта лақтыру кезінде немесе құю конвейерінде стержндерді
дұрыстап қою операцияларын жазбалау кезінде келтірілген.
Бір топ себептерді қарастыра отырып, жасалған қол операцияларынан
келесілерді байқауға болады:
1) егер қол операциясында {1,2,3,4,8,9,13,14} жиын ішінен
мәндер қабылдайтын номірлері бар белгілеулер болса, онда
операцияның параметрлері уақыт бойынша да және кеңістік
бойынша да өзгеріссіз, және олардың орындалуы үшін
автоматты орындалатын механизмді – автоматты,
автооператорды, программалық роботты қолдану мүмкін;
2) егер қол операциясында {1,2,3,6,7,11,12,15} жиын ішінен
мәндер қабылдайтын номірлері бар белгілеулер болса, онда
операцияның параметрлері дрейфке қауіпті, бірақ ол
технологиялық құрылғы, технологиялық процесс немесе осы
екеуінің жиынтығы параметрлерінің дрейфімен байланысты.
Мұндай жағдайларда адаптивті роботтарды немесе
робототехникалық роботтарды қолдану мүмкіншілігі бар.
Бірақ, басқа да жол бар, ол – қол операциясының
параметрлері мен технологиялық құрылғының технологиялық
процесі арасындағы байланыс. Мүмкін болатын жағдайларды
қарастырайық:
а) қол операциясының параметрлер дрейфі тек технологиялық процесс
параметрлерімен байланысты. Бұл жағдайда технологиялық процесс
параметрлерін басқару немесе стабильдеу есебін шешетін, қол операциясы
параметрлерімен байланысты технологиялық процесті басқару жүйесін жасау
қажет. Осы арқылы қол операциясының стабилдігін немесе олармен берілген
м„ндерді берілуін қамтамасыз етуге болады.
Осылайша, қол операциясын орындау үшін автоматтың немесе
программалық роботтың қолданылуы мүмкін.
в) қол операциясы параметрлерінің дрейфі тек технологиялық құрылғы
параметрлерінің дрейфімен байланысты. Бұл жағдайда технологиялық жабдық
(түрлі көмекші құрылғылардың пайдаланылуы, ескірген бұйымдар мен түйіндерді
үнемі ауыстырып тұру) параметрлерін стабилизациялау бойынша немесе
технологиялық жабдық параметрлеріне берілген мәндердің берілуін қамтамасыз
ететін, басқару жүйесін жасау.
Осылайша, алдынғы жағдайға ұқсас, қол операциясының орындалуы үшін
автомат немесе программалық робот қолданған кезде шарттар туу мүмкін;
с) Қол операциясы параметрлерінің дрейфі технологиялық процесс және
технологиялық құрылғы параметрлерімен бір уақытта байланысты болуы мүмкін.
Сонда қол операциясы параметрлеріне байланысты технологиялық процесс және
технологиялық құрылғы параметрлерімен біруақытта басқару және стабильдеу
жүйесін жасау қажет. Бұл жағдайда автоматты немесе программылық роботты
қолдану үшін шарттардың тууы мүмкін.
Осылайша келтірілген (а,в,с) жағдайлары кезінде технологиялық
процесс және технологиялық құрылғы параметрлерінің берілген мәндерін
стабилдеу немесе қамтамасыз ету жолымен қол операциясының бір класынан
екінші класына өтуі мүмкін.
3) егер қол операциясында {1, 2, 3, 6, 7, 11, 12, 15} жиын ішінен
мәндер қабылдайтын номірлері бар белгілеулер болса, онда операция
параметрлерінің дрейфі технологиялық процесс және технологиялық құрылғы
параметрлерінен тәуелсіз, бұл жағдайда тек қана адаптивті роботтар мен
робототехникалық кешендер қолданылады.
Түрлі түсті металлургияда технологиялық процестің және оны алып
жүретін қол операциясының өту шарттары қолайсыз, сондықтан робототехникалық
кешен құрамына кіретін роботтар мен құрылғылар солардың әсеріне (жоғарғы
температура, агрессивті құралдар, шаңдануы және тағы басқа) орнықты болуы
керек немесе оларды қорғауға арналған арнайы құрылғылар немесе жүйелер
жасалуы қажет. Бұл олардың қымбаттауына және кейбір жағдайларда орындалу
мүмкінсіздігіне әкеп соғады.
Сондықтан, қол операциясын роботтандыру үшін өте қарапайым және
қолайсыз ортаның әсеріне төзімді, сенімді жүйелердің қолданылуы қажет. Бұл
талаптарды көбінесе автоматтар мен программалық роботтар қанағаттандырады,
ал адаптивті және интеллектуалды роботтар және осылардың негізінде
құрастырылған робототехникалық жетектер азырақ қолданылады.
Осылайша келтірілген қорытындыларды жалпылай отырып келесідей
қорытынды жасауға болады:
1) қол операциясымен жасалатын технологиялық операциялар
үлкен геометриялық параметрлермен сипатталатын бір
орыннан екінші орынға жылжымайтын және өзгермейтін өзара
орналасуы бар, яғни біріктірген сұлбасы бар құрылғыда
(дұрыс, бейнелеу, шахталы пештер, рафинаттайтын ыдыстар,
құйылатын конвейерлер, каруселді машиналар және т.б.)
өтеді;
2) тізбектілік, циклдық және техникалық процестерді демеп
жүретін қол операцияларының құрамы өзгермейді;
3) қол операциялары әдеттегідей қолайсыз шарттарда өтеді;
4) роботтар мен роботехникалық кешендер ыңғайланып, жүзеге
асатын технологиялық кеңістікке өтеді;
5) роботтандырылатын қол операциясының параметрлері дрейфін
шығаратын технологиялық құрылғының технологиялық процесі
параметрлерінің дрейфі жүзеге асуы мүмкін;
6) технологиялық құрылғы мен процестің параметрлерін
басқару және стабилдеу арқылы роботтандырылатын
операциялар параметрлерінің өзгеруіне әсер етуге болады,
оларға әр түрлі мәндері кезінде автоматтар мен роботтар
сәйкес келеді.
Мұндай қол операциясы параметрлерінің басқарылмайтын шарттарында
олардың берілген мәндерді қамтамасыз ету немесе стабилизациялауда, оларды
роботизациялау үшін түрлі автомат, программалық немесе адаптивті роботтар
түрлерін қолдануды рұқсат ететін жетектік-автоматтандырылған жүйелер –
роботты автоматтық деп аталады.
2.2 Құю конвейеріндегі қол операциясын автоматтандыру
Құю конвейерінде сұйық магнийді құю технологиясын жазбалау және қол
операциясы арқылы магнийлі протекторларды құю кезінде стержндерді қою,
балқыған магний үстіндегі тотыққан қабатты алу және магнийлі чушкаларды
штабилдеу.
Осы қол операцияларын орындауға кететін уақыт, шектерінде
дрейфтелуі мүмкін, мұндағы - -қалыптар арақашықтығы шамасынан
тәуелді. Бұл кезде - шамалары қалыптан қалыпқа біртексіз өзгереді және
конвейер тізбегінің ескіру дәрежесінен тәуелді.
Егер, конвейер лентасы идеалды жағдайда деп болжасақ, яғни қалыптар
арасындағы - арақашықтығы бірдей болса, яғни шарты орындалады,
онда операцияның орындалуы үшін сұйық метал ағымын қайта лақтыру үшін
келесі құрылғыны қолдануға болады.
2.2.1 Сұйық металл ағымын қайта лақтыруға арналған құрылғы
2.1-суретінде көрсетілгендей, құрылғы екі механизмнен тұрады
біріншісі 1– бұрылу желобасы түрінде жасалған, ол білікке орналастырылған
және біліктің осі айналасында еркін айналып тұрады. Білік 2 – қадауға
жылжымайтындай бекітілген. Бұрылу желобтың жетегі конвейердің 3 – ақырғы
барабаны, ол 4 – тізбектей қайта беру арқылы 5 – қисық шип блогымен
байланысқан. Бұрылу желобтың жетегі конвейер қалыптарына қатысты синхронды
түрде болатындай жобаланған. Екінші механизм (қолы) 6 – ертоқым секілді, 7
– пинолды блокта орнатылған, ол 8,9 – тұтқаларымен 10 – жұдырықты
механизмдермен байланысқан. Жұдырықты механизмдер құрамына жұдырықша – 11,
оны итеру қызметін атқаратын тұтқаның соңғы ұшы – 9, ал жұдырықтық жұптың
контактілі беті 12 – роликпен байланысқан. Ертоқымның жетегі конвейердің
ақырғы барабаны болып табылады, ол тізбектік қайта жіберу арқылы жұдырықты
механизмдермен байланысқан. Бұл кезде ертоқымдық беті қайтара-түсетін
қозғалыс жасайды.
Құрылғы келесідей жұмыс атқарады: қисайып тұрған тиглден магний ағымы,
қалыптың сызықты қозғалысының жылдамдығына тең бұрыш жылдамдығымен
бұрылатын бұрылғыш желобқа беріледі және оны толтырады.
2.1–Сурет-Конвейерден жетекпен ағымды қайта лақтыратын автомат
Белгілі бір бұрылу бұрышына жеткеннен кейін желоб тоқтап, кері
бағытта айнала бастайды. Ағымның қалыптар арасындағы ашық беттер (стыкынен)
арқылы өтуінің уақыт аралығында ертоқым қозғалып, қалыптар бетін жауып
тастайды. Осылайша, ағым басқа қалыпқа қайта лақтырылады. Соңғы қалыпқа
жеткен кезде бұрылғыш желоб тоқтап конвейер қозғалысының жүрісі бойынша
қозғала бастайды. Осы уақыт аралығында екінші қол ағымның өту моментін
өткізеді.
Бұрылғыш желоб сұйық магний ағымын бағыттап және қайта лақтыра
отырып қалыптарды кезекпен толтырып отырады, ал екінші қол ертоқым түрінде
– қалыптар арасындағы ашық беттерді бүркеп тұрады. Ағымды қайта лақтыру
процесі тұрақты уақытпен айналмалы сипатқа ие.
Тәжірибелік өнеркәсіп зерттеулер көрсеткендей, жасалған манипулятор
конвейердің идеалды тібегі кезінде жұмысқа бейім. Конвейер тізбегі ескірген
кезде құрылғы қозғалысы мен конвейердегі қалыптар синхрондығы жоғала
бастайды. Яғни белгілі уақыттан кейін, ертоқым қозғалысы арасындағы уақыт
аралығы осылардың астынан ашық бетінің өту моментіне сәйкес келмейді, ал
желоб бұрылысы қалыптар қозғалысына синхронды болмайды.
Осылайша, құрылғы кемшіліктеріне келесілер жатады:
1) конвейер лентасы ескірген және созылып кеткен кезде
ертоқымның бұрылғыш желобының жұмысы конвейермен
синхрондалады, және белгілі бір уақыт өткеннен кейін ағым
қалыпқа түспеуі мүмкін, ол ашық беттерге және артынша жүйе
жұмысқа жарамсыз болып қалуы мүмкін.
2) ертоқымның беткі қабатына магнийдің жабысып қалуы
себебінен уақыт өте келе жабысып қалған метал қабаты
қозғалысқа бөгет жасап, жүйе жұмысқа жарамсыз болып
қалады. Бұл кемшілікті жою үшін құрылғы ертоқымды қыздыру
жүйесімен қамтамасыздандырылған немесе материалды таңдау
процесі жасалады, ол ертоқымның беткі қабатын жабады, ол
дегеніміз сұйық магниймен жалату. Мұндай материал
фторфлогопит деп аталады.
Келесі жүйеде қалыпына сұйық металл құйылатын бұрылғыш желоб
синхронизациясының мәселесі қарастырылған.
2.2.2 Синхронды жетегі бар сұйық металл ағымын қайта лақтыру үшін
арналған жүйе
Құрылғы стационарлы күйде 1 – бұрылғыш желобынан тұрады, ол
фторфлогопиттен жасалған. 2 – осіне байланысты 3 – тіреуіш рамасына
орнатылған. 1 – бұрылғыш желобының 2 – осінде 4 – тұтқасы және 5 –
пластинасы бар. Тұтқа ості айналдыру үшін, ал 5 – пластинасы 6 және 7
датчиктеріне әсер ету үшін 1 – бұрылғыш желобының ақырғы қалпын
фиксациялайды. 4 – тұтқасы 8 – штангісі арқылы 9 – қисық механизмімен
байланысқан.
9 - қисық механизмі конвейер 10 – барабанының білігімен 11 –
редукторы арқылы байланысқан. Оның 12 ж„не 13 – реверсивті шығыстары бар,
олар 14 және 15 электромагнитті муфталарымен және 16 – тізбекті қайта
берумен қамтамасыздандырылған.
2.2–Сурет-Синхронды жетегі бар ағымын қайта лақтыру құрылғысы
Құрылғы екі каскадты бастырма түріндегі 17 – қалағымен
қамтамасыздандырылған, ол мысалы, 19 – цилиндрдің 18 – штогында орнатылған.
Бастапқы жағдайда шток толығымен цилиндрден тартылған. Штоктың ығысуы
электромагнитті жетекпен 20 – алтынша (золотник) көмегімен 19 – цилиндрдің
ішіндегі ауа таралуымен жүзеге асады. 21 – жұдырықшасы 22 – датчигіне әсер
ету үшін жасалған, ол 23 – қалыпының қызмет көрсету аймағына кіру моментін
анықтайды. 23 – қалыпының 24 – козырегі бар.
Құрылғы келесідей қызмет атқарады.
Бастапқы жағдайда 1 – бұрылғыш желобы максималды - бұрышына
сағат тілімен бағыттас бұрылып түр. Ол 23 – қалып енімен анықталады. 1 –
бұрылғыш желобы ақырғы қалпының 7 – фиксациялау датчиктерінің контактілері
5 – пластинасымен тұйықталған. Екі каскадты бастырма түріндегі 17 – қалағы
бастапқы қалыпта тұр. Ал 18 – штогы 19 – цилиндрге тартылған, 14 және 15
электромагнитті муфталар іске қосылмаған.
24 – козырегінің 21 – жұдырықшаға келу моментінде ось айналып, 22 –
датчигіне әсер етеді, ол 14 – электромагнитті муфтаны іске қосады. Осы
кезде біліктен айналым 10 – конвейер барабанының білігі 11 – редукторымен
13 – реверсивті кіріс арқылы 9 – қисық шипты механизмге беріледі, ол 8 –
штангасының ығысуымен 1 – бұрылғыш желобын 2 – осімен сағат тіліне қарама-
қарсы бағытпен жылдамдықпен айналдыра бастайды, мұндағы -
желобтың бұрыш жылдамдығы; - конвейер жылдамдығы; - желоб
радиусы.
Сағат тіліне қарама-қарсы максималды бұрышқа жеткен кезде, 5 –
пластинасы 1 – бұрылғыш желобының ақырғы қалпының 7 – фиксациялау
датчиктеріне „сер етеді. Сигнал бойынша қабырға жұмыс қалпына түседі,
біруақытта 14 – электромагнитті муфта қосылады ж„не 15 – электромагнитті
муфта қосылады. Біліктен айналым 10 – конвейер барабанының білігі 11 –
редукторымен 12 – тікелей шығыс арқылы 16 – тізбектей қайта беруді
келтіреді. Содан кейін 9 – қисық шипты механизмі 8 – штангасы арқылы 1 –
бұрылғыш желобын сағат тіліне бағыттас екі есе жылдамдықпен
айналдырады, ол 16 – тізбекті қайта берудің беріліс санының өзгеруімен
жүзеге асады.
Желоб сағат тіліне бағыттас максималды бұрышқа жеткеннен кейін
5 – пластинасы 1 – бұрылғыш желобының ақырғы қалпының 7 – фиксациялау
датчиктеріне әсер етеді. Ол 15 – электромагнитті муфтасын ажыратады. Бір
уақытта 17 – қалағы бастапқы күйге келіп, 18 – штогы 19 – цилиндрге
тартылады, яғни жүйе бастапқы қалпына қайтып келеді. Бұл қалыпта жүйе
келесі 23 – қалыпының 24 – козырегі 21 – жұдырықшаға келуі моментінде
болады, осыдан кейін цикл қайталанады.
Бұрылғыш желоб пен екі каскадты бастырма түріндегі қалақты қолдану
металдың ағымының тек қалақ бетіне түсуінен арқасында шашырауын
болдыртпайды және ағымның бір қалыптан екінші қалыпқа асықпай құйылуын
қамтамасыз етеді.
Қарастырылып отырған есепті шешу үшін, робот пен бұрылғыш желобтан
тұратын роботтандырылған кешенді қолдануға болады.
2.2.3 Ағымды қайта лақтыруға арналған робототехникалық кешен
2.3-суретіндегі робототехникалық кешен (РТК) қолында екі каскадты
қабырғамен бекітілген 9 – басқару жүйесі, роботтың қызмет көрсету аймағына
қалыптардың жету моментін анықтайтын 1 – датчигі, 6 – аралық түрлендіргіші
бар 2 – роботтан тұрады. 5 – тигелінен сұйық металды беру үшін 11 –
жетекпен және 12,13 – ақырғы өшіру құрылғыларымен қамтамасыздандырылған 10
– басқару блогы бар 3 – бұрылғыш желоб олданылады.
РТК келесідей жұмыс атқарады: роботтың қызмет көрсету аймағына сұйық
магнийдің ағымы жетуінің уақыт моменті тақаған кезде 1 – датчигі
роботтың 9 – басқару жүйесін іске қосатын өзіндік немесе аралық
түрлендіргіш – 6 арқылы сигнал береді. Өнеркәсіптік роботы 8 – қолына
бекітілген 7 – қалақты өзіне тартады және металл ағымының астынан
қалыптардың ашық беттерінің өту уақыты аралығында қалыптың ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz