طراحی دستگاه مرتب سازی خودکار برای توپ های فولادی

خلاصه:نوعی دستگاه معرفی شده است که می تواند به طور خودکار قطر توپ های فولادی یاتاقان ها را تشخیص داده و آنها را مرتب کند. سیستم اندازه‌گیری هوشمند مبدل القایی و دستگاه مغناطیس الکترومغناطیسی کششی مورد استفاده قرار می‌گیرد و اندازه‌گیری قطر برای توپ‌های فولادی و کار مرتب‌سازی خودکار است. قطعات کنترل مکانیکی و سیستم کنترل PLC برای دستگاه به تفصیل تجزیه و تحلیل شده است.

کلید واژه ها:بلبرینگ نورد;توپ فولادی; مرتب سازی؛ مبدل القایی؛ آهنربای الکتریکی؛ PLC

قطر توپ فولادی به طور مستقیم بر ویژگی های کاری دینامیکی بلبرینگ تأثیر می گذارد. بنابراین، تشخیص و مرتب سازی قطر توپ فولادی قبل از نصب از اهمیت عملی زیادی برای بلبرینگ ها برخوردار است. در گذشته، مرتب سازی دستی توپ های فولادی عمدتاً مورد استفاده قرار می گرفت که منجر به شدت کار بالا، راندمان کار پایین و دقت مرتب سازی ضعیف می شد. در زیر مقدمه ای مفصل برای طراحی دستگاه تشخیص و مرتب سازی خودکار برای یاتاقان توپ های فولادی با قطر (003/9 ± 0) میلی متر ارائه شده است.

1. ساختار و اصل کار

دستگاه اندازه گیری و مرتب سازی خودکار برای توپ های فولادی در شکل 1 نشان داده شده است که عمدتاً شامل دستگاه انتقال پنوماتیک، دستگاه میکرومتر اندوکتانس، دستگاه فلپ الکترومغناطیسی و سیستم کنترل PLC است. از یک دستگاه انتقال پنوماتیک برای ارسال توپ فولادی به میز کار آزمایشی مربوطه استفاده کنید، یک سنسور القایی را به عنوان منبع دریافت سیگنال انتخاب کنید و از مدار اندازه گیری داخلی دستگاه میکرومتر اندوکتانس برای تشخیص سیگنال جابجایی میکرو قطر توپ فولادی و تبدیل استفاده کنید. آن را به یک سیگنال ولتاژ تبدیل می کند که برای انتقال، پردازش و نمایش مناسب است. با توجه به سیگنال های مختلف ولتاژ، PLC آهن الکترومغناطیسی مربوطه جعبه گیرنده را کنترل می کند، فلپ جعبه مربوطه را باز می کند و باعث می شود که توپ های فولادی به جعبه گیرنده بیفتند و به هدف مرتب سازی کارآمد و دقیق توپ های فولادی دست می یابد. .

سیلندر؛ 2- توقف بلوک؛ 3- دستگاه میکرومتر القایی; 4- بافل فنری. 5- فلپ جعبه مواد; 6-الکترومغناطیس

شکل 1: نمودار شماتیک ساختار دستگاه اندازه گیری و مرتب سازی قطر توپ فولادی

2. طراحی قطعات کنترل مکانیکی

2.1 مکانیسم قدرت

با توجه به نیاز طراحی برای اندازه گیری مداوم و دقیق قطر توپ فولادی، مکانیزم قدرت برای انتقال مداوم توپ فولادی به مکانیسم اندازه گیری لازم است. این نوع مکانیزم انتقال دو نوع الکتریکی و پنوماتیکی دارد. انتقال الکتریکی ناپایدار است، در حالی که انتقال سیلندر ثابت در انتقال پنوماتیک برای اندازه گیری دقیق مناسب است. بنابراین، یک سیلندر تک پیستونی دو اثره انتخاب می شود. با توجه به روش های مختلف نصب، سیلندرها را می توان به نوع ثابت میله پیستونی و نوع ثابت بشکه سیلندر تقسیم کرد. با توجه به حجم مورد نیاز دستگاه طراحی، سیلندرهای نوع ثابت استوانه ای پایه دار اتخاذ می شوند. همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، میله پیستون سیلندر به درپوش متصل می شود و گلوله فولادی از درگاه تخلیه خارج شده و به شیار درپوش می افتد. با کمک فنر روی میز کار، توپ فولادی ثابت می شود. در این مرحله، درپوش نه تنها برای مسدود کردن درگاه تخلیه، بلکه برای فشار دادن توپ فولادی به جلو و رسیدن به موقعیت اندازه گیری برای آزمایش به جلو حرکت می کند. پس از اتمام اندازه گیری، سیلندر به فشار دادن درپوش ادامه می دهد تا زمانی که بافل فنری نتواند توپ فولادی را مسدود کند و توپ فولادی در جعبه دریافت مربوطه بیفتد. سیلندر برمی گردد و بافل فنری به طور خودکار به حالت اولیه خود باز می گردد.

2.2 دستگاه اندازه گیری خودکار

دستگاه اندازه گیری اتوماتیک عمدتاً از سنسورهای القایی و مدارهای اندازه گیری تشکیل شده است. این دستگاه از یک سنسور القای دیفرانسیل خطی استفاده می کند که عمدتاً از آرمیچر متحرک، سیم پیچ اولیه و 2 سیم پیچ ثانویه تشکیل شده است. با توجه به حرکت بالا و پایین آرمیچر، اندوکتانس متقابل بین سیم پیچ اولیه و ثانویه بر این اساس تغییر می کند. هنگام استفاده، دو سیم پیچ ثانویه باید به صورت سری معکوس متصل شوند تا خروجی دیفرانسیل حاصل شود. اندازه مدار مغناطیسی و پارامترهای دو سیم پیچ ثانویه باید برابر باشد.

سنسور القای دیفرانسیل از اصل القای الکترومغناطیسی برای تبدیل کمیت فیزیکی اندازه گیری شده به تغییر ضریب القایی متقابل سیم پیچ استفاده می کند و سپس مدار اندازه گیری آن را به تغییر در ولتاژ خروجی تبدیل می کند و مقدار غیر الکتریکی را به الکتریکی تبدیل می کند. تعداد. هنگامی که آرمیچر در موقعیت وسط قرار دارد، دو سیم پیچ ثانویه اندوکتانس متقابل یکسانی دارند، بنابراین تحریک جانبی اولیه همان نیروی الکتروموتور القایی را به دست می آورد.

به دلیل اتصال سری معکوس دو سیم پیچ ثانویه، نیروی الکتروموتور دیفرانسیل خروجی به دست آمده صفر است. این موقعیت را به عنوان موقعیت استاندارد برای تشخیص تنظیم کنید، یعنی هنگام نصب یک دستگاه میکرومتر اندوکتانس، این موقعیت به عنوان یک توپ فولادی استاندارد با قطر 9 میلی متر تشخیص داده می شود. هنگامی که قطر توپ فولادی اندازه گیری شده بیشتر از 9 میلی متر باشد، آرمیچر به سمت بالا حرکت می کند، بنابراین اندوکتانس متقابل سیم پیچ ثانویه بالایی بیشتر از سیم پیچ ثانویه پایینی است. نیروی الکتروموتور القا شده در سیم پیچ ثانویه بالایی نیز بیشتر از سیم پیچ ثانویه پایینی است. نیروی الکتروموتور خروجی دیفرانسیل صفر نیست و هر مقدار نیروی الکتروموتور مربوط به یک توپ فولادی با قطر مشخص است، بنابراین قطر توپ فولادی اندازه گیری می شود. به طور مشابه، زمانی که قطر توپ فولادی کمتر از 9 میلی متر باشد، آرمیچر به سمت پایین حرکت می کند. بنابراین، اندوکتانس متقابل سیم‌پیچ ثانویه پایینی بیشتر از سیم‌پیچ ثانویه بالایی است و نیروی الکتروموتور القایی در سیم‌پیچ ثانویه پایینی نیز بیشتر از سیم‌پیچ ثانویه بالایی است. نیروی الکتروموتور خروجی دیفرانسیل نیز صفر نیست و قطر توپ فولادی اندازه گیری می شود.

2.3 دستگاه مرتب سازی خودکار

سطح بالایی دستگاه جعبه گیرنده (شکل 2) دارای یک راهرو در 30 درجه نسبت به افقی است که در هر دو طرف دارای بافل است. توپ فولادی با وزن خود در مسیر مسابقه می غلتد. با استفاده از یک توپ فولادی با قطر 9 میلی متر به عنوان استاندارد، 1 میکرومولار به 8 گروه با فاصله سنج -3، -2، -1، 0، 1، 2 تقسیم می شود. ، 3 μ برای m و محصولات ناسازگار، هر گروه مربوط به یک دهانه جعبه گیرنده است و فلپ هر دهانه جعبه گیرنده توسط یک آهنربای الکتریکی (روشن/خاموش) کنترل می شود. هنگامی که سیگنال خروجی ولتاژ توسط دستگاه میکرومتر اندوکتانس به کنترل کننده PLC ارسال می شود، PLC آهن الکترومغناطیسی مربوطه را کنترل می کند و فلپ جعبه مواد مربوطه را باز می کند.

1- الکترومغناطیس؛ 2- شاتون. 3- فلپ جعبه مواد; 4- هر دو بافل جانبی

شکل 2 نمودار ساختاری جعبه گیرنده

الکترومغناطیس کششی الکترونیکی سری MQD06 به عنوان آهنربای الکتریکی انتخاب شده است. آهنربا الکترومغناطیسی عمدتاً از چوک الکترومغناطیسی، آرمیچر، سیم پیچ و اجزای الکتریکی کنترلی تشکیل شده است. وقتی سیم‌پیچ برق می‌شود، آرمیچر جذب می‌شود و میله اتصال فلپ جعبه مواد کنترل‌شده را به سمت باز کردن هدایت می‌کند. پس از خاموش شدن سیم پیچ، آهنربای الکتریکی خود دستگاه تنظیم مجدد ندارد، و صفحه فلیپ به دلیل گرانش خود سقوط می کند، که آرمیچر را از طریق شاتون به تنظیم مجدد سوق می دهد و عملکرد خود را در سکته نامی بازیابی می کند.

3. سیستم کنترل PLC

طراحی سیستم کنترل شامل دو بخش اصلی است: سخت افزار و نرم افزار. سیستم کنترل الکتریکی شامل شیرهای برقی سیستم پنوماتیک، سوئیچ های محدود، میکرومترهای القایی، آهنرباهای الکتریکی و سوئیچ های کنترلی مختلف است.

3.1 سیستم سخت افزاری

بر اساس گردش کار و ویژگی های کاری دستگاه اندازه گیری و مرتب سازی، تعداد نقاط ورودی و خروجی تخمین زده می شود. طبق آمار شی کنترل شده، 21 نقطه ورودی و 11 نقطه خروجی وجود دارد. پس از در نظر گرفتن حاشیه قابل افزایش 10 تا 20 درصد، تعداد نقاط ورودی و خروجی گرد شده و برای هر نقطه ورودی و خروجی 24 عدد تعیین می شود. بر اساس محاسبه ظرفیت ذخیره سازی، در نهایت مشخص می شود که PLC از نوع کلی با منبع تغذیه 220 ولت متناوب و در مجموع 48 نقطه ورودی/خروجی خواهد بود. نوع خروجی ترانزیستور انتخاب خواهد شد. در نهایت با در نظر گرفتن فاکتورهایی مانند صرفه جویی، PLC این دستگاه از Mitsubishi FX2N-48MT-001 استفاده می کند. با توجه به خروجی سیگنال ولتاژ توسط مدار حسگر القایی، ماژول آنالوگ FX2N{11}}AD نیز باید انتخاب شود.

3.2 سیستم نرم افزاری

برنامه در حال اجرا PLC را بنویسید:

(1) برنامه اولیه سازی؛

(2) برنامه اصلی؛

(3) زیر برنامه وقفه.

(4) رویه های تشخیص، تشخیص عیب و نمایش؛

(5) برنامه حفاظت و قفل کردن.

4. نتیجه گیری

دستگاه اندازه‌گیری و مرتب‌سازی از یک سنسور القایی برای اندازه‌گیری قطر توپ‌های فولادی با دقت بالا استفاده می‌کند و از یک دستگاه چرخش الکترومغناطیسی برای مرتب‌سازی دقیق استفاده می‌کند. همراه با یک سیستم کنترل PLC، اتوماسیون تشخیص و مرتب سازی قطر توپ فولادی به دست می آید. ساختار طراحی ساده و معقول، با دقت اندازه گیری و مرتب سازی بالا و راندمان کار بهبود یافته است. بر اساس این اصل کار، تشخیص و مرتب‌سازی توپ‌های فولادی با قطرهای مختلف را می‌توان از طریق طراحی بهبود یافته انجام داد و در نتیجه دامنه کاربرد را گسترش داد.

توصیه محصول WBM هفته جدید 2023:

SتلفنBهمهCقدیمیHخواندنTools:

در فرآیند هدینگ سرد توپ فولادی، پس از برش ستون‌ها به شکل ستون‌هایی، دو انتهای ستون‌های خالی مالش داده می‌شوند و به شکل‌های فرشته‌ای معکوس یا زاویه‌ای گرد بریده می‌شوند و سپس قسمت‌های خالی به مکانیسم سردری منتقل می‌شوند تا تبدیل شوند. سر به توپ فولادی ریخته گری خشن. یک مکانیسم مالش و برش خالی علاوه بر این بر روی دستگاه هد سرد مربوطه چیده شده است. کیفیت و میزان واجد شرایط بودن ریخته گری توپ فولادی را می توان افزایش داد و هزینه ساخت آن را کاهش داد. علاوه بر این، از آنجایی که اشکال قطعات وارد شده به مکانیزم آهنگری سرد منظم است، تنش ناشی از مکانیسم سردر سرد در فرآیند پانچ برابر است، بنابراین عمر قالب‌های هدینگ سرد طولانی‌تر می‌شود.