自动进料装置

摘要

给料装置自动化是随着现代信息技术与控制技术的进步而发展起来的，广泛应用于机床、矿山、冶金等行业。从以前的手工给料，到半自动化，再到自动化，甚至智能化，给料装备发展迅猛。

本课题所改进的给料装置是应用于铸造球墨铸铁管流水线上的孕育剂的给料装置。不同直径的管道孕育剂的需要量不同，否则会影响铸管的抗腐蚀性能和耐用程度。目前所使用的给料装置只能给DN300mm的管道定量加料，而DN1000mm的管道需要人工补料。

本设计完成了给料装置传动系统的设计与零件的校核；基于UG的三维设计与表达；PLC的编程设计。通过本设计实现了自动控制进料量的孕育剂自动给料装置。此装置只需要工人根据所生产的管道的直径选择选择相对应速度就可以了，为管道质量提供了保障，同时节省了人力。

关键词：给料装置；改造设计；三维建模；强度校核

Abstract

With the development of information technology and automatic technology, the technology of automatic feeding becomes more and more mature. And now automatic feeding devices are generally used in the field of machine tools、mines and metallurgical industries. From the beginning of manual feeding to the semi-automatic feeding and automatic feeding, even artificial intelligence feeding, the feeding device really made great progress.

The feeding device remade in this subject operates on the pipelining of casting nodular cast iron pipe. The pipes of different caliber demand different qualities of inoculant, or this will decrease the properties of anti-corrodibility and durable performance. At the moment, the feeding device working could provide accurate inoculant for the casting of pipes in DN 300 mm while the type of DN 1000 mm needs extra inoculant by hand labor.

After the whole design, the design of drive system and the calculation of components have been finished. The three-dimensional design based on UG and the design of PLC program are also fulfilled. The design of automatic feeding device has been completed. According to the caliber of the pipe, the workers can choose the right speed so that the qualities of the pipes could be warrantable.

Keyword: Feeding device; Remaking; Three-dimensional modeling; Strength calculation

目录

1 绪论 (1)

1.1自动进料装置的发展过程及趋势 (1)

1.2课题的研究背景与意义 (1)

1.3课题主要内容。 (2)

2 给料装置 (3)

2.1给料装置的种类和特点 (3)

2.2工厂所用给料装置 (6)

3孕育剂给料装置建模 (9)

3.1 UG特点 (9)

3.2螺旋轴建模 (10)

3.3部件建模 (14)

4 主传动运动系统设计 (17)

4.1电动机选择 (17)

4.2传动系统设计 (17)

4.2.1主轴等参数确定 (17)

4.2.2传动轴轴颈估算 (19)

4.2.3齿轮模数估算 (21)

4.3皮带轮传动设计 (22)

4.4传动系统视图 (25)

5 轴承与齿轮的强度校核 (27)

5.1齿轮强度校核 (27)

5.2齿轮弯曲应力校核 (29)

5.3轴承寿命校核 (29)

6 给料行程控制 (33)

6.1 OMRON PLC (33)

6.1.1 PLC特点 (33)

6.1.2指令介绍 (34)

6.2孕育剂给料装置任务流程 (35)

6.3给料控制动作实现 (35)

结论 (39)

致谢 (40)

参考文献 (41)

附录 A (42)

附录B (51)

1 绪论

1.1自动进料装置的发展过程及趋势

自动进料装置的水平是很大程度上依赖于机电一体化技术的高低，其过程和发展趋势与机电一体化相似。上个世纪机60年代，人们用电子技术的成果来完善机械产品的性能，这是出现了简单的半自动加料装置。机械与电子的最初结合对经济的发展起到了积极的作用。70~80年代是机电技术蓬勃发展的时代，大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。机电一体化技术和产品得到了极大发展。各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持，自动进料装置得到了广泛推广和使用。世界范围内，特别是日本，掀起了机电一体化的浪潮。

90年代，自动进料装置在机床、金属冶金、矿山等行业的发挥着重要的作用，大大提高了社会的生产效率，甚至出现了完全自动化的生产线。

其趋势：

1、智能化。现在，自动进料随着人工智能技术的发展朝着智能化方向迈进，智能机器人能够根据环境作出判断，自主选择进料的方式等等。

2、精细化。精细及超精细加工的出现，对进料装置提出严格的要求。进料装置在动作稳定性控制上更加的严格精细。

1.2课题的研究背景与意义

图1.1 圣戈班厂区

管道广泛用于生活用水和工业用水，人们对其的要求也是越来越高。经久耐用已经成为传统上的要求，现在人们更希望它能达到环保上的高标准，性能上的高追求。在生产上，厂家则是希望在改善质量的同时能够提高生产效率，以求利益的最大化。于是对于铸铁铁水的调质方面的要求也是越来越高。孕育剂就是调质铁水的原料之一。孕育剂能够改善铸管的质量，提高其环保标准和抗腐蚀的能力，因而被管道铸造厂家广泛使用。铸管的设备是金属水冷离心铸造机。离心铸造机通过高速旋转，使铁水离心在外围管道模具上浇铸成型，在管道模具的外面通过水冷却，降低温度。离心铸造机由于离心铸造