Увеличение производственных мощностей предприятия за счет внедрения АСУ



РУБРИКИ	Увеличение производственных мощностей предприятия за счет внедрения АСУ	РЕКЛАМА

Главная

Бухгалтерский учет и аудит

Военное дело

География

Геология гидрология и геодезия

Государство и право

Ботаника и сельское хоз-во

Биржевое дело

Биология

Безопасность жизнедеятельности

Банковское дело

Журналистика издательское дело

Иностранные языки и языкознание

История и исторические личности

Связь, приборы, радиоэлектроника

Краеведение и этнография

Кулинария и продукты питания

Культура и искусство

ПОИСК

Увеличение производственных мощностей предприятия за счет внедрения АСУ

ецентрализованный ремонт. Дежурное обслуживание, периодические и плановые ремонты, включая капитальный, при децентрализованном методе ремонта производят цеховые слесари-ремонтники под руководством механика цеха. Это метод ремонта применяют на заводах с крупносерийным и массовым характером производства, при большой разнотипности оборудования.

Смешанный метод ремонта. При этом методе ремонта цеховые слесари-ремонтники производят все виды ремонта, кроме капитального, который осуществляет ремонтный цех.

Иногда, когда это целесообразно, капитальный и средний ремонты оборудования производят совместно ремонтный цех и цеховые ремонтные бригады.

Узловой метод ремонта. При более высоком уровне организации производства применяется узловой метод ремонта. При этом методе узлы агрегата, требующие ремонта, снимают и заменяют запасными, заранее отремонтированными, приобретенными или изготовленными. Узловой метод ремонта сокращает время простоя оборудования, применяется для оборудования, состоящего из конструктивно обособленных узлов Наиболее целесообразно eгo применять для следующих видов оборудования: одноименных моделей агрегатов, имеющихся на предприятии в большем количестве, агрегатов, являющихся основными для данного производства, кранового оборудования независимо от его количества.

Последовательно-поузловой метод ремонта. Этот метод используют при капитальном ремонте узлов машин. Их ремонтируют не одновременно, а последовательно, используя кратковременные плановые остановки на малые ремонты, а также выходные дни и нерабочие смены. Метод рекомендуется для ремонта уникальных установок и ряда конструктивно-обособленных узлов подъемно-транспортного, крупного литейного оборудования, агрегатных станков. Агрегат разделяют на узлы, которые ремонтируют поочередно.

Подбор и разработку инструкций по эксплуатации, уходу за Оборудованием, смазке, приемке ремонтированного оборудования.

Основным техническим документом, необходимым для производства плановых ремонтных работ, является дефектная ведомость.

Дефектную ведомость составляет бригадир ремонтной бригады или техник ремонтных мастерских. Предварительную дефектную ведомость на средний и капитальный ремонты составляют за 2--3 месяца до ремонта во время одного из плановых осмотров. Окончательную дефектную ведомость составляют при разборке машины перед ремонтом.

В дефектной ведомости перечисляют все дефекты отдельных деталей и узлов и указывают методы их устранения. Окончательная ведомость дефектов является документом, определяющим объем работ при ремонте.

Применение прогрессивной технологии ремонта предусматривает использование скоростных методов, которые характеризуются следующими мероприятиями:

выполнение ремонта на месте установки агрегата;

своевременное обеспечение запасными деталями, узлами, подузлами в необходимом количестве;

проведение ремонтных работ в третью смену и выходные дни;

выполнение ремонта одного агрегата несколькими бригадами;

применение механизированных инструментов.

При выполнении обрубных, опиловочных, шабровочных и сборочных операций во время ремонта пользуются инструментами и механизмами с пневматическим, гидравлическим и электрическим приводом, такими, как пневматические зубила, пневматические и механические опиловочно-зачистные машины, пневматические и механические шаберы, шабрение часто заменяют строганием широкими резцами. Ручную клепку заменяют пневматической. Для разборки и сборки разъемных соединений используют гидропрессы и съемники различной конструкции.

Сокращению сроков ремонта оборудования и повышению качества ремонта способствует специализация рабочих на ремонте определенных групп оборудования. При этом создают звенья или бригады по ремонту определенных групп металлорежущих станков (токарных, сверлильных, фрезерных, строгальных, кузнечно-прессового оборудования, кривошипных, фрикционных и гидравлических прессов, насосного, вентиляционного, отопительного, подъемно-транспортного оборудования и т. д.).

Перед ремонтом агрегат должен быть тщательно очищен от грязи, пыли, стружки и охлаждающей жидкости. Если для ремонта агрегат не снимают с фундамента, то место вокруг него освобождают от лишних предметов и тщательно убирают. При больших объемах ремонтных работ оборудование разбирают в специальных отделениях ремонтных мастерских или на специально отведенной площадке цеха, оборудованной подъемно-транспортными средствами, соответствующими приспособлениями и инструментами. Разбирают оборудование в соответствии с технологическим 'процессом- по технологическим картам в определенной последовательности. Иногда часть узлов не разбирают на детали, а после мойки направляют на специализированные площадки, где их уже разбирают, дополнительно промывают, а при необходимости осуществляют дефектацию и ремонт.

Рассмотрев перечисленные выше виды ремонта можно сделать вывод, что для обеспечения непрерывной работы оборудования необходимо регулярно следить за его состоянием. Для этого и применим автоматизированные системы управления. С их помощью будет вестись учет текущего состояния оборудования.

Раздел 6. Описание предприятия

Комиссаровский завод торгового машиностроения расположен в поселке Комиссаровка Луганской области. Предприятие подчинено Министерству промышленной политики Украины, но подчинение это является формальным.

Завод специализирован на выпуске теплового технологического оборудования для предприятий общественного питания и пищеблоков.

Основная номенклатура выпускаемой продукции:

плиты электрические ПЭТ-0,17-01, ПЭТ-0,51-01, ПЭТ-0,34, ПЭ-0,34, ПЭ-0,51-01;

сковороды электрические СЭСМ-0,2, СЭ-0,45М-01, СЭ-0,45М-02, АЖС-44;

конфорки электрические (промышленные и бытовые) КЭ 0,05/1,0, КЭ 0,15/3,5, КЭ 0,17/4,0;

ящики алюминиевые многооборотные Я1;

емкости функциональные Е1x65К1, Е1x100К1, Е1x100К1а;

товары народного потребления - наборы кухонные из нержавеющей стали, ложки, вилки из нержавеющей стали, кровати металлические с деревянными спинками.

Предприятие занимает монопольное положение по выпуску плит и сковород не только на рынке Украины, но и на рынках стран бывшего Советского Союза.

Хорошее качество производимого оборудования в сочетании с доступной ценой являются одними из основных достоинств производимой заводом продукции. Подтверждением этому является «Золотой приз за лучшую торговую марку» от международного клуба лидеров торговли за превосходный имидж своей торговой марки в своей области деятельности и географической зоне, полученный в 2000 г., и выдвижение французской Ассоциацией содействия национальной промышленности на соискание почетной награды «Золотая медаль» этой Ассоциации.

Комиссаровский завод торгового машиностроения специализирован на выпуске теплового технологического оборудования для предприятий общественного питания и пищеблоков. Но данная специализация является устаревшей, и в условиях рыночной экономики завод начал производство ТЭНов (трубчатых электронагревателей), выполняются работы по штамповке креплений для гипсокартонных потолочных систем, штамповке комплектующих для автомобильных радиаторов из алимиевосодержащего сплава.

Основными целями предприятия являются выпуск и обслуживание оборудования для пищевой промышленности.

Так как в последние десять лет предприятие потеряло лидирующие позиции по выпуску прежней номенклатуры, то основополагающими стратегиями данного предприятия является развитие и внедрение новых технологий, способны быть конкурентоспособными в нынешних условиях и на нынешнем рынке.

На сегодняшний день предприятие вводит в производство новые виды продукции, такие как светильники уличного освещения на солнечных батареях, биореакторы для производства альтернативных источников энергии.

Как уже упоминалось выше, завод переживает сейчас не самые лучшие времена, поэтому многие контакты, которые были ранее основными, теперь не используются. На нынешний момент основными предприятиями, с которыми ОАО «Комиссаровский завод торгового машиностроения» сотрудничает, являются: АОЗТ «Взлёт» - поставка алюмиевосодержащего сплава и реализация комплектующих для автомобильных радиаторов, ЧПКФ «Мадис» - продажа креплений для гипсокартонных потолочных систем, Никопольский трубный завод - поставка специализированных труб для производства ТЭНов, ПО «Укрнихром» - поставка нихрома для производства ТЭНов, Мариупольский завод имени Ильича - поставка металлопроката. Остальные контакты являются непостоянными и описания не требуют.

В 1995 году завод был преобразован в открытое акционерное общество «Комиссаровский завод торгового машиностроения». с уставным фондом в 16370 тыс. грн. На 1.05.2006 года в государственной собственности находилось 74,9 % акций предприятия. По плану размещения акций доля государства составляет в уставном фонде 50 %.

Так как завод, как многие другие государственные предприятия, был на грани банкротства, то многие из квалифицированных сотрудников были уволены по сокращению штата. Но это не помешало сохранить лучших работников. Уровень персонала: по образованию - не ниже среднего специального, по возрасту - не старше пятидесяти лет, по квалификации - лучшие специалисты. В недавнее время было сменено руководство завода, что не могло не отразиться на экономических показателях предприятии в лучшую сторону.

Раздел 7. Внедрение АСУ

Длительное сохранение оборудованием работоспособности и уменьшение суммы затрат на ее поддержание (восстановление) и потерь основного производства, связанных с простоями оборудования из-за неисправности, требуют рациональной организации эксплуатации и обязательного выполнения комплекса работ по его техническому обслуживанию.

В деятельности службы главного механика предприятий техническое обслуживание оборудования должно стоять на первом месте, а ремонт, который не должен рассматриваться как самоцель, на втором.

Рациональная организация технического обслуживания требует четкой регламентации и планирования по возможности всех входящих в него работ по их содержанию и периодичности выполнения, а также распределения их между различными исполнителями.

Однако регламентировать весь объем работ, входящих в состав технического обслуживания станков и машин, практически невозможно, так как для этого необходимо непрерывное наблюдение за возникновением имеющих случайный характер отказов всех быстроизнашивающихся деталей и нарушений всех неответственных подвижных сопряжений и неподвижных разъемных соединении.

Организация такого непрерывного наблюдения в настоящее время экономически неэффективна. Поэтому наряду с регламентированными (плановыми) обязательными работами техническое обслуживание включает случайные работы, выполняемые по потребности.

Плановый осмотр (О) -- это операция планового технического обслуживания, выполняемая с целью проверки всех узлов оборудования и накопления информации об износе деталей и изменении характера их сопряжений, необходимой для подготовки предстоящих ремонтов. Выполняется по заранее составленному плану, через установленное нормами Типовой системы число часов оперативного времени *, отработанных оборудованием, как правило, без разборки узлов, визуально или с помощью средств технической диагностики. При осмотре может производиться устранение мелких неисправностей.

Ежесменный осмотр (Ое) - это операция планового технического обслуживания, выполняемая с целью:

выявления и фиксации изменений состояния отдельных наименее надежных деталей, сопряжений деталей оборудования и предотвращения их отказов;

наблюдения за выполнением правил технической эксплуатации и требований техники безопасности и предупреждения их нарушений.

Выполняется каждую рабочую смену в объеме, предусмотренном картой планового технического обслуживания, без остановки оборудования. По результатам осмотра может производиться устранение неисправностей.

Периодический частичный осмотр (Оч) - это операция планового технического обслуживания, выполняемая стой же целью, что и ежесменный осмотр, но для более широкой номенклатуры деталей и сопряжений. Она необходима лишь для части моделей оборудования (в зависимости от их надежности). Производится через число часов оперативного времени, отработанных оборудованием, и в объеме, - установленном картой планового технического обслуживания, без остановки оборудования. По результатам осмотра может производиться устранение мелких неисправностей.

Ежесменное поддержание чистоты оборудования (Че) -- это операция планового технического обслуживания, выполняемая с целью: предотвращения ускоренного изнашивания открытых рабочих поверхностей; защиты рабочего (оператора) от травмирования; повышения производительности труда; соблюдения требований промышленной эстетики. Выполняется, как правило, в конце каждой смены.

Выполнение при внутрицикловых ремонтах и полных осмотрах инструментальных замеров износа рабочих поверхностей базовых деталей и сопоставление полученных данных с наработкой, соответствующей этому износу, позволяют уточнить момент вывода оборудования в капитальный ремонт, соответствующий величине предельно допустимого износа.

Методика выполнения замеров и расчета оптимальных сроков капитального ремонта разработана ЭНИМСом.

Экономический эффект достигается в результате полного использования ресурса станков и машин, имеющих износостойкость выше средней, и за счет своевременной подготовки к ремонту станков и машин, износостойкость которых ниже средней.

Раздел 7.1 Планирование работ по техническому обслуживанию и ремонту

Типовая система не может быть осуществлена без планирования:

загрузки оборудования, т. е. режима работы (сменности) каждого станка (машины) и использования календарного и эффективного фонда времени работы, обусловливаемых производственной программой предприятия;

объемов работ по техническому обслуживанию и ремонту оборудования, определяемых его использованием, с разбивкой по исполнителям (ЦРБ и КРБ, РМЦ, СРЗ и др.);

простоев оборудования в связи с ремонтом и техническим обслуживанием;

трудоемкости планируемых объемов работ;

численности рабочих, необходимой для выполнения планируемых объемов работ;

рабочему не приступать к работе на неисправном оборудовании;

строго выполнять инструкцию по уходу и эксплуатации оборудования и не превышать режимы резания, указанные в карте технологического процесса.

При учете аварий станков с ЧПУ следует учитывать специфику работы электронных систем управления. Выход из строя какого-либо электронного элемента системы управления аварией не считается.

Частота выхода из строя электронных элементов определяется сложностью схемы и конструктивными особенностями системы управления и обычно задается в паспортных данных на систему в виде среднего времени наработки на отказ.

Раздел 7.2. Внедрение АСУ на ОАО «Комиссаровский завод торгового машиностроения»
Основной тенденцией автоматизации машиностроительного производства является применение металлорежущих станков и станочных комплексов с числовым программным управлением. Относительная доля оборудования с ЧПУ в станочном парке страны постоянно возрастает, и в этой связи все более актуальными становятся вопросы их эффективной эксплуатации. Интенсивное внедрение станков и станочных комплексов с программным управлением объясняется их способностью автоматизировать мелкосерийное многономенклатурное производство, сокращать потребность в рабочей силе, экономить технологическую оснастку, улучшать качество обрабатываемых деталей.

Существенное влияние на выходные характеристики механической обработки оказывает также нестабильность протекания процесса резания, которая обусловлена его вероятностной природой. Факторы нестабильности процесса резания учитываются интуитивно путем занижения режимов обработки и, соответственно, снижения производительности станка до 20-30 % поэтому разработка рекомендаций по повышению надежности обработки на таких станках приобретает большое практическое значение.

Надежность обработки - это стабильность технологического прогресса, т.е. его способность обеспечивать в течение заданного времени выпуск деталей установленными требованиями по точности формы и размеров и физико- механическим свойствам поверхностного слоя. Надежность обработки зависит прежде всего от надежности работы оборудования, конструкции режущего инструмента, оснастки и т.п. Конструктивные и организационно-технические методы и средства обеспечения и повышения надежности обработки на станках, включая станки и станочные комплексы с ЧПУ, достаточно подробно освещены в технической литературе.

В меньшей степени освещены вопросы повышения надежности обработки технологическими методами, которые применимы для отдельных станков и автоматизированных станочных комплексов. Управление любым технологическим процессом или объектом в форме ручного или автоматического воздействия возможно лишь при наличии измерительной информации об отдельных параметрах, характеризующих процесс или состояние объекта. Параметры эти весьма своеобразны. К ним относятся электрические (сила тока, напряжение, сопротивление, мощность и другие), механические (сила, момент силы, скорость) и технологические (температура, давление, расход, уровень и другие) параметры, а также параметры характеризующие свойства и состав веществ (плотность, вязкость, электрическая проводимость, оптические характеристики, количество вещества и т.д.). Измерения параметров осуществляется с помощью самых разнообразных технических средств, обладающих нормированными метрологическими свойствами. Технологические измерения и измерительные приборы используются при управлении (ручном или автоматическом) многими технологическими процессами в различных отраслях народного хозяйства.

Средства измерений играют важную роль при построении современных автоматических систем регулирования отдельных технологических параметров и процессов (АСР) и особо автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП), которые требуют представления большого количества необходимой измерительной информации в форме, удобной для сбора, дальнейшего преобразования, обработки и представления ее, а в ряде случаев для дистанционной передаче в выше ниже стоящие уровни иерархической структуры управления различными производствами.

В основе измерений параметров и физических величин лежат различные физические явления и закономерности. Измерительные схемы с использованием современных достижений микроэлектронной техники: микропроцессорных схем, твердых или полупроводниковых электрохимических элементов и другие. Для того, чтобы повысить производительность ОАО «Комиссаровский завод торгового машиностроения» и тем самым увеличить использование производственных мощностей предлагается данный проект.

Целью проекта является внедрение контроля состояния оборудования путем установки датчиков на оборудование. Для примера эти датчики будут установлены на токарно-винторезный станок.

Раздел 7.3. Предпосылки для внедрения средств автоматического контроля

Установка датчиков на токарно-винторезный станок является перспективным методом увеличения производства. Этот метод заключается в том, что датчики будут установлены на наиболее изнашиваемые части станка, и, путем создания базы данных, в которую будут вноситься данные с датчиков, будет контролироваться текущее состояние оборудования.

Как уже указывалось выше, датчики будут установлены на токарно-винторезный станок. Для этого рассмотрим схему такого станка.

Современный универсальный токарно-винторезный станок (рис. 2) состоит из станины /, передней бабки 2, задней бабки 4, суппорта 3, коробки подач 7 и фартука 8.

Станина служит для соединения всех узлов станка. На ней устанавливаются передняя бабка и коробка подач, а вдоль станины по специальным направляющим могут перемещаться задняя бабка и суппорт станка с фартуком.

Передняя бабка располагается на левом конце станины. Установленный в передней бабке шпиндель предназначен для закрепления обрабатываемой детали и сообщения ей главного вращательного движения.

Задняя бабка применяется для поддерживания детали при работе в центрах. Крепится она на правом конце станины и имеет возможность перемещаться по ее направляющим. Кроме того, она может быть использована также для закрепления режущих инструментов.

Суппорт служит для закрепления режущего инструмента и сообщения ему движения подачи при обработке детали.

Коробка подач передает вращательное движение от шпинделя станка ходовому пинту 5 или ходовому винту. Расположенные в коробке подач механизмы позволяют изменять скорость вращения холеною винта или нала, а следовательно, и величину подачи.

Фартук преобразует вращательное движение ходового винта или вала в прямолинейное поступательное движение суппорта. При нарезании резьб используется ходовой винт, а при всех остальных видах токарной обработки применяется только ходовой вал.

рис.7.3.1. Токарно-винторезный станок мод. 1К62

Рассмотрим более подробно основные изнашивающиеся части токарно-винторезного станка.

Станина

Станина должна обладать высокой жесткостью, обеспечивать длительное сохранение станком необходимой точности и позволять удобно отводить стружку из зоны резания. Вес и размеры станины должны быть минимальными. Конструкции станин разнообразны и определяются размерами и назначением станка.

рис. 7.3.2. Станина

Станина токарного станка средних размеров (рис.3) представляет собой полую корпусную деталь, устанавливаемую на полу цеха на тумбы или ножки. Для придания станине большей жесткости продольные ребра ее связаны параллельными (рис. 3, а) или диагональными (рис. 3,6) перегородками. На продольных ребрах станины расположены направляющие для перемещения суппорта и задней бабки. Форма и размеры направляющих разнообразны: в станках средних размеров часто встречаются комбинации плоских и треугольных направляющих -- внешних для суппорта и внутренних -- для задней бабки. Направляющие станины тщательно обрабатываются, так как точность станка зависит от точности изготовления и состояния направляющих.

Станины чаще всего выполняются из серого чугуна станины малых и средних станков -- из II СЧ21-4О, а станины средних и тяжелых станков -- из чугуна СЧ32-52. Станины из чугуна легче обрабатываются и снижают себестоимость станка при серийном производстве. Кроме того, станки с чугунной станиной имеют большую виброустойчивость. Однако чугунные направляющие недолговечны -- они быстро изнашиваются, а вес литой чугунной станины велик. Во избежание этих недостатков все шире начинают применять стальные сварные станины, а для тяжелых уникальных токарных станков иногда используют железобетонные станины.

Передняя бабка

В большинстве станков в передней бабке размещаются механизмы главного движения, в задачу которых входит сообщать шпинделю с деталью вращательное движение, изменять скорость его вращения и в случае необходимости направление вращения

При использовании коробок скоростей с подвижными зубчатыми колесами или муфтами переключения на передней стенке корпуса передней бабки размещаются рукоятки управления. Здесь же обычно укрепляется таблица положений рукояток управления для различных вариантов скоростей вращения шпинделя.

Шпиндель станка представляет собой пустотелый вал, установленный на двух-трех подшипниках в корпусе передней бабки. Сквозное отверстие в шпинделе допускает изготовление деталей из пруткового материала -- пруток проходит внутри полого шпинделя. На переднем конце шпинделя крепится кулачковый или поводковый патрон. Формы и размеры передних концов шпинделя токарных станков общего назначения стандартизованы (ГОСТ 16868-71).

Форма шпинделя, конструкция и состояние его опор определяют точность станка, его виброустойчивость. Конструкция передней и задней опор шпинделя токарно-винторезного станка мод. IK62 показана на рис. 7.3.3.

Нагрузка на шпиндель (рис. 7.3.3, а) в основном воспринимается его передней опорой. Передняя конусная шейка шпинделя вращается в регулируемом двухрядном роликовом подшипнике 2.

Регулировка подшипника имеет целью устранить излишний зазор (люфт) в опоре. Регулировка подшипника производится гайкой 3, причем предварительно должен быть ослаблен стопорный пинт 4. Подтягивание внутреннего кольца подшипника устраняет зазор. Правильно отрегулированный подшипник должен допускать проворот шпинделя вручную. После окончания регулировки стопорный винт затягивается. Наружный диаметр гайки 3 меньше диаметра отверстия наружного кольца подшипника 2, поэтому при разборке передней бабки можно удалять шпиндель, не нарушая положения переднего подшипника. Смазка переднего подшипника осуществляется с помощью плунжерного насоса. Задней опорой шпинделя (рис. 7.3.3) являются два радиально-упорных шариковых подшипника 5 и 6. Они нагружены значительно меньше передней опоры. Их основная задача -- воспринимать осевые нагрузки на шпиндель. Наружные кольца этих подшипников устанавливаются до упора с помощью гайки 8. Регулируются они гайкой 7. Смазка подшипников фитильная.

Аналогичным образом смонтированы шпиндели и других современных токарных станков.

рис. 7.3.3 Устройство шпинделя токарно-винторезного станка

Путем консультаций с инженерно-техническими работниками и работниками цеха ОАО «Комиссаровский завод торгового машиностроения» были установлены наиболее изнашивающиеся части токарно-винторезного станка. Это шпиндельный подшипник, направляющие на станине и малые направляющие на суппорте.

Регулировка подшипника имеет цель устранить излишний зазор (люфт) в опоре, так как это может повлечь за собой нежелательные отклонения при обработке детали (смещение оси). Регулировка подшипника производится гайкой, причем предварительно должен быть ослаблен стопорный винт. Подтягивание внутреннего кольца подшипника устраняет зазор. Правильно отрегулированный подшипник должен допускать проворот шпинделя вручную. После окончания регулировки стопорный винт затягивается. Исходя из этого, можно сделать вывод, что регулировка зазора является важной составляющей при настройке оборудования. Поэтому, установив датчик в этот зазор, можно проследить за тем, соответствует ли зазор требуемым нормам.

Направляющие на станине и малые направляющие на суппорте выполняют похожие роли - регулируют точность движения коробки подач и режущего инструмента. Со временем они изнашиваются, что приводит не только к нежелательным отклонениям при обработке детали, но и выходу станка из строя. Поэтому экономически более выгодно проводить планово-предупредительный ремонт. Данные о состоянии направляющих будут получены с датчиков автоматического контроля дефектов поверхности.

Раздел 7.4 Создание схемы подключения датчиков к станку

7.4.1 Обоснование выбора датчиков

В механизированных средствах неразрушающего контроля автоматизирован процесс сканирования преобразователем контролируемой поверхности, а данные, полученные с этих средств, контролирует обслуживающий персонал. В состав средств представления информации (СПИ) входят устройства, предназначенные для преобразования полученных от входных преобразователей электрических сигналов в динамические, либо статические изображения исследуемых излучений или полей. СПИ количественно характеризуют дефекты типа нарушения сплошности, отклонения размеров, изменения физико-механических свойств, сигнализируют о возможности возникновения аварийной ситуации или достижении выбранных уровней разбраковки изделий.

В СПИ используются информации: аналоговая, цифровая, аналогово-цифровая. Информацию можно представить индикационным способом: на динамических экранах, мнемосхемах, сигнальных табло, стрелочных и цифровых указателях. Показания указывающих и цифровых измерительных приборов считают измерительной индикацией, а представление информации на носителях (лентах, листах, круговых диаграммах) - регистрацией или документированием.

В СНК применяют средства индикации различной сложности, например сигнальные лампочки или бленкера и электронно-лучевые дисплеи с псевдообъемным представлением объекта наблюдения. Средства индикации должны обеспечивать воспроизведение значительного объема информации в удобном для восприятия виде при высокой скорости записи, стирании или обновления изображений.

Широкое применение в составе СПИ получили вычислительные устройства, которые позволяют строить двух- и трехмерные изображения объекта контроля в требуемом масштабе, выявить на изображении точки локализации дефектов и обозначить яркостным или цветным способом участки с наибольшими градиентами полей и излучений, характеризующих наличие дефектов или напряженные состояния.

Для проектирования СНК применяют системы автоматизированного проектирования, построенные на основе устройств электронной вычислительной техники.

ЭВМ широко используют для расчета топографии двумерных и трехмерных магнитных, электромагнитных, ультразвуковых, тепловых и других полей и ионизирующих излучений. Они позволяют наиболее точно определить и учесть влияние мешающих факторов. С их помощью можно рассчитать условия наилучшей помехоустойчивости аппаратуры и обеспечить максимальную точность измерений.

К числу наиболее типичных задач контроля, решаемых с помощью ЭВМ, относят анализ результатов контроля за предшествующий период времени, расчет параметров статистического контроля, в том числе границ рассортировки и объемов контроля, разработку экономических критерием статистического контроля, сбор, обработку и выдачу статистики брака в системы управления технологическими процессами, выявление наиболее опасных и повторяющихся причин возникновения брака.

При решении этих задач используют методы технико-экономической оптимизации. На основе зависимостей расчета экономической эффективности разрабатывают экономико-математическую модель СНК. Эта модель отражает изменение суммы приведенных затрат на создание и эксплуатацию контролируемого объекта в зависимости от изменений исследуемых основных параметров.

ЭВМ должны выполнять разнообразные функции: вырабатывать непрерывно поступающую информацию по специальным программам, сравнивать ее с данными, полученными в предшествующий период времени, хранить и оперативно выдавать необходимую информацию, решать задачи сопровождения.

Как указывалось выше, в нашем случае одним из контролируемых параметров является контроль зазора на шпиндельном подшипнике. Для этого будут применятся фотоимпульсные приборы. Их действие основано на применении развертки изображения для образования светового импульса, длительность которого определяется размером изделия. Преимуществом их является нечувствительность к изменению параметров воздушной среды, что особенно важно в тяжелых производственных условиях. Мы применим для нашего случая датчик фирмы Brown мод. Bovery (Швейцария). Он позволяет со скоростью 3 м/с контролировать диапазон зазора 50 - 650 мм при погрешности измерения 0,2 %. Тип сканатора - волоконно-оптическое кодирующее устройство.

Во втором же случае контролируемый параметр - это контроль дефектов поверхности. Применим в данном случае лазерные дефектоскопы SDB-20 японской фирмы Takenaka. Эти дефектоскопы позволяют определить минимальный размер дефекта до 0,05 мм, что в нашем случае является вполне приемлемым. Принцип работы - использование оптического отражения бегущего светового пятна, свет лазера попадает на вибрационное зеркало, благодаря чему осуществляется развертка светового пятна по параболическому отражателю; при наличии поверхностных дефектов свет отражается от контролируемой поверхности и попадает на светопроводящее волокно, через которое проводится до фотоэлектронного умножителя.

7.4.2 Схема подключения датчиков к станку

К фотоэлектрическим приборам относятся такие приборы, в схеме которых используются в качестве преобразователей фотоэлементы.

В высокоточных приборах автоматического контроля фотоэлементы обычно работают в релейных схемах, крайне редко применяют измерительные системы, где с помощью фотоэлемента измеряется поток излучения, функционально связанный с размером контролируемого параметра. На рис. 7.4.2.1 показана принципиальная схема построения прибора, где измеряется световой поток, несущий информацию о размере детали. Световой поток от источника 1 через оптическую систему 2 и щелевую диаграмму 3 падает на фотоэлемент 4. щелевая диафрагма закрыта контролируемой деталью 6. таким образом, поток излучения, падающий на фотоэлемент, определяется размером детали. Этот поток вызывает определенный ток в микроамперметре 5.

рис. 7.4.2.1 Простейшая схема фотоэлектрического прибора

Низкая точность приборов, построенных по этой схеме, объясняется тем, что на результаты измерения влияют колебания яркости источника излучения, питающего напряжения, температуры и др. Эта схема также чувствительна и к постороннему излучению, падающему на элемент.

Формирование команд фотоэлектрических преобразователей осуществляется с помощью двух видов электрических схем: с непосредственным подключением электромагнитных реле к датчикам или через усилитель.

В схемах первого используются электромагнитные реле специального исполнения с определенным сопротивлением катушки. Принципиальная схема такого включения датчика представлена на рис. 7.4.2.2.

рис. 7.4.2.2 Принципиальная схема включения датчика

При срабатывании датчика Д (в самом простом случае фоторезистора) его сопротивление резко уменьшается, электрический ток в цепи возрастает, реле Р1 (Р2) срабатывает. Так как у датчиков чувствительность колеблется в значительных пределах, то для срабатывания всех реле при одинаковой засветке вводят переменное сопротивление R. В противном случае появится погрешность. Запоминание команды осуществляется через замыкающийся контакт К1. Ток на датчик Д подается с помощью контактов измерительного тока КИТ. Время срабатывания реле 60 мс, питание от сети напряжением 200-250 В.

В нашем случае схема подключения датчиков соответствует схеме, представленной на рис. 7. При замыкании контакта К1, поступает сигнал (через интерфейс RS 232) на ЭВМ, где он фиксируется в базе данных.

рис. 7.4.2.3. Схема подключения датчиков

Когда датчик Д1 не работает, напряжение смещения, подаваемое с делителя R2, R3, R4 и сопротивлений R1 и R5 на сетку лампы, запирает ее, - реле Р1 обесточено. При срабатывании датчика потенциал сетки резко изменяется, лампа открывается, возникает анодный ток, реле Р1 срабатывает (возник командный сигнал). Схема реле обеспечивает запоминание команды на определенное время благодаря питанию катушки электромагнитного реле через замыкающий контакт Р1 и контакт самопитания КСП. Таким образом, срабатывание электромагнитного реле используется для образования новой цепи питания этого же реле.

Раздел 7.5 Разработка базы данных в Microsoft Access

Для того чтобы получить полностью автоматизированную систему управления, нам необходимо разработать базу данных, в которой будет вестись учет состояния оборудования.

Система управления базой данных Microsoft Access позволяет вести учет данных. При этом существует возможность модификации и сортировки данных.

В нашем случае существует два возможных варианта использования СУБД:

1. Автоматическое внесение информации с датчиков, установленных на оборудовании в базу данных путем подключения электрической схемы к ЭВМ.

2. Ручное внесение информации с датчиков, установленных на оборудовании в базу данных путем плановых проверок показателей схемы и внесения лишь значений «+» или «-».

При создании базы данных будем руководствоваться принципом наименьших затрат и набольшей простотой. Это обусловлено тем, что обслуживающий персонал (в нашем случае - работники ремонтной службы) не являются профессиональными пользователями ЭВМ.

Первоначально создадим в Microsoft Access таблицу станков, с учетом установленных на них датчиков. Основным принципом работы данной базы данных является суммирование положительных значений состояния датчиков. При достижении определенного износа (например, 1000 положительных показаний) на дисплей выводится окно, в котором указывается «Рекомендуем плановый ремонт». Если же плановый ремонт не будет произведен, то датчик (или несколько датчиков) будет подавать отрицательный сигнал, при получении которого система будет подавать сигнал «Необходим ремонт!».

Раздел 8. Охрана труда

Охрана труда - система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда. Охрана труда включает технику безопасности и производственную санитарию.

Техника безопасности - система организационных мероприятий и технических средств, предотвращающих воздействие на работающих опасных производственных факторов.

Производственная санитария - система организационных мероприятий и технических средств, предотвращающих или уменьшающих воздействие на работающих вредных производственных факторов.

Так как практическое применение данного проекта предусматривает его внедрение на производство, то следует рассмотреть технику безопасности при работе на токарном станке и общие эргономические требования к рабочему месту сидя.

Раздел 8.1 Требования безопасности к производственному оборудованию

Основными требованиями безопасности, предъявляемыми к конструкции машин и механизмов, являются: безопасность для здоровья и жизни человека, надежность, удобство эксплуатации. Общие требования безопасности к производственному оборудованию установлены ГОСТ 12.2.003--74*. Их выполнение делает машины и механизмы безопасными не только при эксплуатации, но и при монтаже, ремонте, транспортировании и хранении. Согласно этому стандарту безопасность производственного оборудования должна обеспечиваться:

- выбором принципов действия, конструктивных схем, безопасных элементов конструкции и т. п.;

- применением в конструкции средств механизации, автоматизации и дистанционного управления;

- применением в конструкции средств защиты;

- выполнением эргономических требований;

- включением требований безопасности в техническую документацию по монтажу, эксплуатации, ремонту, транспортированию и хранению;

- применением в конструкции соответствующих материалов.

Выполнение указанных требований в полном объеме возможно лишь в том случае, когда их учет производится на этапе проектирования. Поэтому у нас в стране принят соответствующий порядок постановки продукции на производство, в соответствии с которым во всех видах проектной документации должны быть предусмотрены требования безопасности. Они содержатся в специальном разделе технического задания, технических условий и стандартов на выпускаемое оборудование (ГОСТ 15.001--88).

Внешние контуры защитных устройств должны вписываться в контуры основного оборудования. Нужно стараться, чтобы эти защитные устройства позволяли решать несколько задач одновременно и по возможности конструктивно совмещались с машинами и агрегатами, являясь их составной частью. Так, корпуса машин и механизмов, станины станков должны обеспечивать не только ограждение последних, но и способствовать снижению уровня их шума и вибрации. Ограждение абразивного круга заточного станка должно конструктивно совмещаться с системой местной вытяжной вентиляции.

В оборудовании не должны использоваться системы и элементы, являющиеся источником опасных и вредных факторов, а при необходимости их применения должны предусматриваться соответствующие средства защиты.

Электропривод при наличии его в агрегате должен выполняться с учетом «Правил устройства электрических установок». При использовании рабочих тел, работающих под давлением, не равном атмосферному, должны соблюдаться «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» Госгортехнадзора. Для безопасного подъема и передвижения узлов и агрегатов при монтаже, демонтаже и ремонте отдельные крупногабаритные части машин должны иметь специальные устройства (петли, лапы и др.), которые располагают с учетом положения центра масс груза.

Надежность машин и механизмов определяется вероятностью их отказа, в результате которого наступает прекращение их функционирования, не предусмотренное регламентированными условиями производства или конструкторской документацией. Такого рода нарушения могут явиться причиной аварий, травм. Конструкционная прочность машин и агрегатов определяется прочностными характеристиками, как материала конструкции, так и его крепежных соединений (сварные швы, заклепки, штифты, шпонки, резьбовые соединения), а также условиями их эксплуатации (наличие смазочного материала, коррозия под действием окружающей среды, наличие чрезмерного износа и т. д.).

На этапе проектирования все указанные устройства и узлы рассчитывают на прочность с учетом их жесткости и вида воздействующих нагрузок (статические, динамические). При этом большую роль играет правильный выбор запаса прочности. Его значения зависят от условий эксплуатации, наличия при работе машин усталостных напряжений и ряда других факторов.

Выбор конструкционных материалов машин и механизмов также производится с учетом потенциально возможных опасных и вредных факторов. В оборудовании для производств, где возможно образование взрывоопасных сред, не должны использоваться искрящие материалы. Обычные конструкционные материалы не должны использоваться в установках, работающих под давлением, на агрессивных рабочих телах или в условиях особо низких температур. Выбор в качестве конструкционных пожароопасных материалов (например, магния) создает большие. сложности на этапе как эксплуатации, так и изготовления оборудования.

Применение в конструкциях машин средств механизации и автоматизации управления позволяет резко снизить травматизм. Широкое применение в машиностроении получили станки с числовым программным управлением (ЧПУ), где человек выполняет лишь функции наладчика или ремонтника. В кузнечно-прессовом оборудовании кроме такого рода систем используют специальные механизированные устройства (манипуляторы) для удаления отштампованных деталей из матрицы штампа.

Применение в конструкции машин средств защиты -- одно из основных в настоящее время направлений по обеспечению безопасности оборудования. В нем используют ограждающие, предохранительные и тормозные средства защиты, средства автоматического контроля и сигнализации, а также знаки безопасности и дистанционное управление.

Общими требованиями, предъявляемыми к средствам защиты, являются: исключение вероятности воздействия опасных и снижение воздействия вредных производственных факторов на работающих, учет индивидуальных особенностей оборудования, инструмента, приспособлений или технологических процессов,: для которых они предназначены; надежность, прочность, удобство обслуживания машин и механизмов в целом, включая средства защиты.

Рассмотрим отдельные виды средств защиты более подробно.

Оградительные устройства -- класс средств защиты, препятствующих попаданию человека в опасную зону. Оградительные устройства применяют для изоляции систем привода машин и агрегатов, зоны обработки заготовок на станках, прессах, штампах, оголенных токоведущих частей, зон интенсивных излучений(тепловых, электромагнитных, ионизирующих), зон выделения вредностей, загрязняющих воздушную среду, и т. п. Ограждают также рабочие зоны, расположенные на высоте (леса и т. п.). Конструктивные решения оградительных устройств весьма многообразны. Они зависят от вида оборудования, расположения человека в рабочей зоне, специфики опасных и вредных факторов, сопровождающих технологический процесс. В соответствии с ГОСТ 12.4.125--83, классифицирующим средства защиты от механического травмирования, оградительные устройства подразделяют: по конструктивному исполнению -- на кожухи, дверцы, щиты, козырьки, планки, барьеры и экраны; по способу их изготовления -- на сплошные, несплошные (перфорированные, сетчатые, решетчатые) и комбинированные; по способу их установки -- на стационарные и передвижные.

Переносные ограждения являются временными. Их используют при ремонтных и наладочных работах для защиты от случайных прикосновений к токоведущим частям, а также от механических травм и ожогов. Кроме того, их применяют на постоянных рабочих местах сварщиков для защиты окружающих от воздействия электрической дуги и ультрафиолетовых излучений (сварочные посты). Выполняются они чаще всего в виде щитов высотой 1,7 м.

Конструкция и материал ограждающих устройств определяются особенностями оборудования и технологического процесса в целом. Ограждения выполняют в виде сварных и литых кожухов, решеток, сеток на жестком каркасе, а также в виде жестких сплошных щитов (щитков, экранов).

Размеры ячеек в сетчатом и решетчатом ограждении определяются в соответствии ГОСТ 12.2.062--81*.

В качестве материала ограждений используют металлы, пластмассы, дерево. При необходимости наблюдения за рабочей зоной, кроме сеток и решеток, применяют сплошные оградительные устройства из прозрачных материалов (оргстекла, триплекса и т. д.).

Чтобы выдерживать нагрузки от отлетающих при обработке частиц и случайные воздействия обслуживающего персонала, ограждения должны быть достаточно прочными и хорошо крепиться к фундаменту или частям машины. При расчете на прочность ограждений машин и агрегатов для обработки металлов и дерева необходимо учитывать возможность вылета и удара об ограждение обрабатываемых заготовок.

Расчет ограждений типа экранов, предназначенных для защиты от тепловых, электромагнитных, ионизирующих излучений, а также от звуковых и ультразвуковых колебаний, ведется по специальным методикам. Основой расчета является обеспечение ослабления излучений до допустимых соответствующими санитарными нормами пределов.

Блокировочные устройства по принципу действия подразделяют на механические, электронные, электрические, электромагнитные, пневматические, гидравлические, оптические, магнитные и комбинированные.

Ограничительные устройства по конструктивному исполнению подразделяют на муфты, штифты, клапаны, шпонки, мембраны, пружины, сильфоны и шайбы.

Блокировочные устройства препятствуют проникновению человека в опасную зону либо на время пребывания его в этой зоне устраняют опасный фактор.

Особенно большое значение этот вид средств защиты имеет на рабочих местах агрегатов и машин, не имеющих ограждений, а также там, где работа может вестись при снятом или открытом ограждении.

Электрическая блокировка применяется на электроустановках с напряжением от 500 В и выше, а также на различных видах технологического оборудования с электроприводом. Она обеспечивает включение оборудования только при наличии ограждения. Электромагнитная (радиочастотная) блокировка применяется также для предотвращения попадания человека в опасную зону. Принцип работы блокировки в этом случае основан на применении электромагнитных полей высокой частоты, излучаемых в пространство транзисторным генератором. В момент попадания человека в опасную зону высокочастотный генератор подает импульс тока к электромагнитному усилителю и поляризованному реле. Контакты электромагнитного реле обесточивают схему магнитного пускателя, что обеспечивает электромагнитное торможение привода за десятые доли секунды. Аналогично работает магнитная блокировка, использующая постоянное магнитное поле.

Оптическая блокировка основана на принципе ограждения опасной зоны световыми лучами. Световой поток, падающий на фотоэлемент (фотосопротивление), преобразовывается в электрический сигнал, который после усиления (если это требуется), подается на измерительно-командное устройство. Электронная (радиационная) блокировка применяется для защиты опасных зон на прессах, гильотинных ножницах и других видах технологического оборудования, применяемого в машиностроении.

Пневматическая система блокировки широко применяется в агрегатах, где рабочие тела находятся под повышенным давлением: турбинах, компрессорах, воздуходувках и т. п.

Примерами ограничительных устройств являются элементы механизмов и машин, рассчитанные на разрушение (или несрабатывание) при перегрузках. К слабым звеньям таких устройств относятся: срезные штифты и шпонки, соединяющие вал маховиком, шестерней или шкивом; фрикционные муфты, не передающие движения при больших крутящих моментах; плавкие предохранители в электроустановках; разрывные мембраны в установках с повышенным давлением и т. п.

Слабые звенья делятся на две основные группы: звенья с автоматическим восстановлением кинематической цепи после того, как контролируемый параметр пришел в норму (например, муфты трения), и звенья с восстановлением кинематической цепи путем замены слабого звена (например, штифты и шпонки). Срабатывание слабого звена приводит к останову машины на аварийных режимах, что позволяет исключить поломки, разрушения и, следовательно, травматизм.

Раздел 8.2. Общие эргономические требования к рабочему месту сидя

Страницы: 1, 2, 3