Анотація:Впроваджується своєрідний пристрій, який автоматично визначає діаметр сталевих кульок підшипників і сортує їх. Інтелектуальна вимірювальна система індуктивного перетворювача та тяговий електромагнітний пристрій прийняті, а вимірювання діаметра сталевих кульок і робота по сортуванню автоматизовані. Детально проаналізовано механічні елементи керування та систему керування ПЛК для пристрою.
Ключові слова:підшипник кочення;сталева куля; сортування; індуктивний перетворювач; електромагніт; PLC
Діаметр сталевої кульки безпосередньо впливає на динамічні робочі характеристики підшипника. Тому визначення та сортування діаметра сталевої кульки перед встановленням має велике практичне значення для кулькових підшипників. У минулому в основному використовувалося ручне сортування сталевих кульок, що призводило до високої трудомісткості, низької ефективності роботи та поганої точності сортування. Нижче наведено детальний вступ до конструкції пристрою автоматичного виявлення та сортування для опорних сталевих кульок діаметром (9 ± 0.003) мм.
1. Будова та принцип роботи
Автоматичний пристрій для вимірювання та сортування сталевих кульок показано на малюнку 1, який в основному включає пристрій пневматичної трансмісії, пристрій мікрометра індуктивності, пристрій електромагнітної заслінки та систему керування PLC. Використовуйте пристрій пневматичної передачі, щоб надіслати сталеву кульку на відповідний випробувальний стіл, виберіть датчик індуктивності як джерело сигналу та використовуйте внутрішню схему вимірювання мікрометра індуктивності, щоб виявити сигнал мікрозміщення діаметра сталевої кульки та перетворити це в сигнал напруги, зручний для передачі, обробки та відображення. Відповідно до різних сигналів напруги, ПЛК контролює відповідне електромагнітне залізо приймальної коробки, яку необхідно активувати, відкриває відповідну кришку коробки та змушує сталеві кульки падати в приймальну коробку, досягаючи мети ефективного та точного сортування сталевих кульок .
циліндр; 2- Зупинити блок; 3- Індуктивний мікрометричний прилад; 4- пружинна перегородка; 5- Кришка ящика для матеріалів; 6-Електромагніт
Малюнок 1: Схематична діаграма конструкції пристрою для вимірювання та сортування діаметра сталевої кульки
2. Конструкція частини механічного керування
2.1 Силовий механізм
Враховуючи вимоги конструкції безперервного й точного вимірювання діаметра сталевої кульки, силовий механізм необхідний для безперервної передачі сталевої кульки до вимірювального механізму. Даний вид передавального механізму буває двох видів: електричний і пневматичний. Електрична передача нестабільна, тоді як фіксована циліндрична передача в пневматичній трансмісії підходить для точного вимірювання. Тому вибирається однопоршневий циліндр подвійної дії. Відповідно до різних способів встановлення циліндри можна розділити на фіксований тип поршневого штока та фіксований тип бочки циліндра. Враховуючи вимоги до об’єму конструктивного пристрою, приймаються циліндри стаціонарного типу зі стовбуром циліндра на лапах. Як показано на малюнку 1, поршневий шток циліндра з’єднаний із пробкою, а сталева кулька виходить із нагнітального отвору й потрапляє в канавку пробки. За допомогою пружинної перегородки на верстаку закріплюється сталева кулька; У цей момент пробка рухається вперед не тільки для того, щоб заблокувати випускний отвір, але й для того, щоб штовхнути сталеву кульку вперед і досягти позиції вимірювання для тестування; Після завершення вимірювання циліндр продовжує штовхати пробку, поки пружинна перегородка не зможе заблокувати сталеву кульку, і сталева кулька впаде у відповідну приймальну коробку; Циліндр повертається, а пружинна перегородка автоматично повертається у вихідний стан.
2.2 Автоматичний вимірювальний прилад
Автоматичний вимірювальний пристрій в основному складається з індуктивних датчиків і вимірювальних схем. Пристрій використовує лінійний датчик диференціальної індуктивності, який в основному складається з рухомого якоря, первинної обмотки та 2 вторинних обмоток. Через переміщення якоря вгору та вниз взаємна індуктивність між первинною та вторинною обмотками буде відповідно змінюватися. При використанні дві вторинні обмотки повинні бути з'єднані в зворотній послідовності для досягнення диференціального виходу. Розмір магнітопроводу і параметри двох вторинних котушок повинні бути однаковими.
Датчик диференціальної індуктивності використовує принцип електромагнітної індукції для перетворення виміряної фізичної величини в зміну коефіцієнта взаємної індуктивності котушки, а потім вимірювальна схема перетворює це в зміну вихідної напруги, досягаючи перетворення неелектричної величини в електричну кількість. Коли якір знаходиться в середньому положенні, дві вторинні обмотки мають однакову взаємну індуктивність, тому збудження первинної сторони отримує однакову індуковану електрорушійну силу.
Завдяки зворотному послідовному з'єднанню двох вторинних обмоток отримана диференціальна вихідна електрорушійна сила дорівнює нулю. Встановіть це положення як стандартне положення для детектування, тобто при установці мікрометричного приладу індуктивності це положення детектується як стандартна сталева кулька діаметром 9 мм. Коли діаметр виміряної сталевої кульки перевищує 9 мм, якір рухатиметься вгору, тому взаємна індуктивність верхньої вторинної обмотки буде більшою, ніж взаємна індуктивність нижньої вторинної обмотки. Індукована електрорушійна сила у верхній вторинній обмотці також більша, ніж у нижній вторинній обмотці. Диференціальна вихідна електрорушійна сила не дорівнює нулю, і кожне значення електрорушійної сили відповідає сталевій кульці певного діаметру, таким чином вимірюючи діаметр сталевої кульки. Так само, коли діаметр сталевої кульки менше 9 мм, арматура буде рухатися вниз. Тому взаємна індуктивність нижньої вторинної обмотки більша, ніж у верхньої вторинної обмотки, а індукована електрорушійна сила в нижній вторинній обмотці також більша, ніж у верхній вторинній обмотці. Диференціальна вихідна електрорушійна сила також не дорівнює нулю, і вимірюється діаметр сталевої кульки.
2.3 Автоматичний сортувальний пристрій
Верхня поверхня пристрою приймальної коробки (рис. 2) має доріжку кочення під кутом 30° до горизонталі з перегородками з обох боків. Сталева кулька котиться по доріжці під дією власної ваги. Використовуючи сталеву кульку діаметром 9 мм як еталон, 1 мкм розділено на 8 груп із калібрувальним інтервалом -3, -2, -1, 0, 1, 2 , 3 μ Для m і невідповідних продуктів кожна група відповідає отвору приймальної коробки, а заслінка кожного отвору приймальної коробки контролюється електромагнітом (вмикання/вимкнення). Коли вихідний сигнал напруги мікрометричним пристроєм індуктивності надсилається до контролера ПЛК, ПЛК керуватиме відповідним електромагнітним залізом, яке потрібно включити, і відкриватиме відповідну кришку ящика для матеріалу.
1- Електромагніт; 2- Шатун; 3- Кришка ящика для матеріалів; 4- Обидві бічні перегородки
Рисунок 2 Структурна схема приймального ящика
В якості електромагніту обрано електронний тяговий електромагніт серії MQD06. Електромагніт в основному складається з електромагнітного дроселя, арматури, котушки та електричних компонентів керування. Коли котушка знаходиться під напругою, арматура притягується, і шатун приводить у рух кришку коробки контрольованого матеріалу, щоб відкритися; Після вимкнення живлення котушки сам електромагніт не має пристрою скидання, а поворотна пластина падає під дією власної сили тяжіння, що змушує якір скидатися через шатун, відновлюючи його роботу в межах номінального ходу.
3. Система керування PLC
Конструкція системи керування включає дві основні частини: апаратну та програмну. Електрична система керування включає електромагнітні клапани пневматичної системи, кінцеві вимикачі, мікрометри індуктивності, електромагніти та різні перемикачі керування.
3.1 Апаратна система
На підставі робочого процесу та робочих характеристик вимірювально-сортувального пристрою оцінюється кількість точок входу та виходу. За статистикою контрольованого об’єкта 21 точка входу та 11 точок виходу. Після врахування розширюваного запасу від 10% до 20% кількість точок входу та виходу округлюється та становить 24 для кожної точки введення та виходу. На підставі розрахунку ємності накопичувача остаточно визначено, що ПЛК буде загального типу з джерелом живлення 220 В змінного струму та загалом 48 точками введення/виведення. Буде обрано тип транзисторного виходу. Нарешті, враховуючи такі фактори, як економія, ПЛК цього пристрою використовує Mitsubishi FX2N-48MT-001. Враховуючи вихідний сигнал напруги ланцюгом датчика індуктивності, також необхідно вибрати аналоговий модуль FX2N-2AD.
3.2 Програмна система
Напишіть запущену програму ПЛК:
(1) Програма ініціалізації;
(2) Основна програма;
(3) Підпрограма переривання;
(4) Процедури виявлення, діагностики та відображення несправностей;
(5) Програма захисту та блокування.
4. Висновок
Пристрій для вимірювання та сортування використовує датчик індуктивності для вимірювання діаметра сталевих кульок із високою точністю та використовує електромагнітний перекидний пристрій для точного сортування. У поєднанні з системою керування PLC досягається автоматизація визначення діаметра сталевої кульки та сортування. Структура конструкції проста та розумна, з високою точністю вимірювання та сортування та покращеною ефективністю роботи. На основі цього принципу роботи виявлення та сортування сталевих кульок різного діаметру можна здійснювати завдяки покращеній конструкції, що розширює діапазон застосування.
2023 Новий тиждень WBM Рекомендація продукту:
SчайникBвсеCстарийHІдінгTООЛ:
У процесі холодної висадки сталевих кульок після того, як бруски розрізають на заготовки у формі колони, два кінці заготовок у формі колони натирають і нарізають у формі перевернутого ангела або круглого кута, а потім заготовки переміщують до механізму холодної висадки. головою в сталеву кулю грубого лиття; на відповідній машині холодної висадки додатково встановлюється механізм затирання та різання заготівлі. Якість і рівень відповідності чорнового лиття сталевої кульки можна підвищити, а вартість її виробництва можна зменшити. Крім того, оскільки форми заготовок, що надходять у механізм холодного кування, є правильними, напруга, що створюється механізмом холодної висадки, є однаковою в процесі штампування, таким чином термін служби штампів холодної висадки подовжується.
