книги из ГПНТБ / Дозирование литейных материалов

дозатора сыпучих материалов по сигналу от расходомера жидкой композиции.

Электрическая схема установки (рис. 91) включает элементы систем автоматического регулирования и управления дозаторов сыпучих и жидких материалов, устройства управления работой дозаторов и блок питания. Рассмотрим работу установки в основных режимах.

Рис. 91. Электрическая схема лабораторного стенда.

В режиме поддержания расхода работают дозаторы сыпучих материалов. Выключается выключатель ВК4. При включении выключателя ВК1 получают питание все элементы дозаторов. Нажатием пусковой кнопки включается один из приводных дви­

данное значение производительности устанавливается поворотом движка переменного резистора. Скорость весового транспортера преобразуется тахогенератором ТГ1 (ТГ2) в электрическое на­ пряжение, которое поступает на вход модулятора (транзисторы Т1 и Т2 или ТЗ и Т4), выход которого нагружен на обмотку питания измерительного преобразователя ИП1 (ИП2). Переме­ щение сердечника индуктивного преобразователя пропорциональ­ но весу материала на ленте весового транспортера. Таким обра­ зом, выходное напряжение измерительного преобразователя ИП1 (ИП2) пропорционально фактической производительности доза­ тора. Это напряжение усиливается и преобразуется усилителем У1 (У2) в сигнал постоянного тока и подается на вторую обмотку управления ЭМУ в противофазе с напряжением задания. При изменении этого напряжения происходит соответствующее изме-

181

нение результирующего потока управления, что приводит к про­ порциональному изменению скорости ленты весового транспор­ тера. Так, при увеличении веса материала на ленте выходное напряжение измерительного преобразователя возрастает, что приводит к уменьшению результирующего потока управления ЭМУ, и приводной двигатель Д1 (Д2) уменьшает скорость дви­ жения ленты весового транспортера, поддерживая заданное зна­ чение производительности.

В режиме поддержания соотношения при нахождении выклю­ чателя ВК4 в замкнутом положении на вход электронных усили­ телей дозаторов сыпучих материалов в фазе с напряжением за­ дания приходит сигнал с выхода расходомера ИР-1М, преобразо­ ванный модулятором (транзисторы Т$ и Г6 ) в пропорциональное напряжение частотой 50 гц. Это позволяет соответствующим об­ разом изменять расходы сыпучих материалов при изменении расхода жидкого материала, поддерживая заданное соотноше­ ние.

Основной характеристикой дозаторов непрерывного действия является погрешность непрерывного дозирования. Для опреде­ ления этой погрешности дозатора сыпучих материалов была про­ ведена серия опытов на лабораторном стенде при различных вы­ соте слоя материала на ленте и скорости ленты с включенной и отключенной системой стабилизации расхода. Время набора дозы было установлено равным 1 мин и измерялось электросекундоме­ ром. Каждая набранная доза взвешивалась на контрольных весах. Для каждой высоты слоя материала и скорости ленты проводилось 10 опытов, по которым определялись среднеариф­ метическая и среднеквадратическая погрешности непрерывного дозирования. Исследования показали, что для сухого кварцевого песка колебания веса материала на ленте незначительны, что затрудняет качественную оценку работы системы стабилизации расхода. В связи с этим были проведены исследования По опре­ делению ошибки системы стабилизации для различных видов истечения материала, характеризующих закон изменения управ­ ляющего воздействия. Исследования проведены для высоты слоя материала h = 35 мм и скорости ленты ѵ = 26,3 мм/'сек.

Характер погонной нагрузки изменялся дополнительными гру-» зами, соответствующим образом укладываемыми на ленту весо­ вого транспортера.

Для получения скачкообразного (за серию опытов) изменения массы материала (рис. 92) на ленту укладывалось шесть грузов на равных расстояниях друг от друга по длине ленты. При уходе груза в процессе движения ленты постоянно укладывался новый груз. Так проводилось пять опытов. Остальные пять опытов серии проведены без дополнительных грузов. В результате обработки экспериментальных данных получено, что максимальная сред­ неарифметическая и среднеквадратическая погрешности со­ ответственно равны: при включенной системе стабилизации

182

0,02 и 0,008 кг/сек; при выключенной системе стабилизации 0,044 и 0,027 кг/сек.

Таким образом, включение системы стабилизации расхода позволяет в значительной степени уменьшить ошибку дозирова­

Определялись зависимость погрешности порционного дозиро­ вания от расхода материала и точность многокомпонентного дозирования. Расход материала при исследованиях изменялся изменением скорости питателя и высоты слоя материала на нем. Скорость питателя в опытах составляла 133 и 30 мм/сек, а вы­ сота слоя материала — 20, 40, 60, 80 и 100 мм. При неизменных условиях проводились 10 опытов. Получаемые порции взвеши­ вались на контрольных весах класса 0,1. В качестве материала использовался песок. Данные опытов обрабатывались по извест­ ным формулам для определения среднеарифметической и среднеквадратической погрешностей и коэффициента вариации.

В результате обработки полученных данных и их анализа установлено, что зависимость погрешности дозирования от рас­ хода носит линейный характер. В опытах по определению точно­ сти многокомпонентного дозирования величина серднеарифметической погрешности вводилась в качестве упреждения в програм-

183

му дозирования (вес заданной порции составлял 10 кг). Из ана­ лиза опытных данных можно сделать следующие выводы:

1. Указанный дозатор'отличается высокой стабильностью веса получаемых порций: величина среднеквадратической погрешно­ сти не превышает 0,1 кг, или 1% веса порции (исключая опыты при максимальных расходах 4,3 и 6,5 кг/сек).

2. Величина среднеарифметической погрешности дозирования также практически близка к 1%. Поскольку наиболее жесткие

Рис. 93. Характер изменения среднеарифметической ошибки при постоянном входном воздействии:

а — изменение входного воздействия; б — диаграмма ошибки.

требования в дозаторах дискретного действия предъявляются к среднеарифметической погрешности, то необходимо уделять осо­ бое внимание совершенствованию средств ввода упреждения в программу дозирования.

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ ДОЗАТОРОВ

Разработанные в И П Л АН УССР весодозирующее оборудо­ вание и устройства нашли применение в системах дозирования шихты плавильных агрегатов, смесеприготовлении и могут быть использованы в других технологических процессах.

На Краснодарском станкостроительном заводе им. Седина совместно с И П Л АН УССР спроектированы и изготовлены две электровесовые тележки с разомкнутым грузоприемный механиз­ мом для дозирования шихтовых материалов, загружаемых в ва­ гранки производительностью 10 и 3 т/ч. Эти тележки кроме грузоприемного механизма имеют первичный измерительный преоб­ разователь с механизмом автоматической балансировки нуля, указательный прибор с одной или двумя шкалами, отградуиро­ ванными в единицах веса, успокоитель, арретирное устройство, подвижную платформу и пульт управления. На грузоприемном механизме тележки, обслуживающей вагранки производительно­ стью 3 т/ч, установлен увеличитель масштаба, ввиду необходи­ мости дозирования относительно небольших порций шихты. Платформа тележек приводится в движение от асинхронного электродвигателя с фазовым ротором, запитанного от сети на­ пряжения 380 в через гибкий кабель, подвешенный на кольцах

184

к тросу. Скорость передвижения тележки регулируется опера­ тором с помощью командоконтроллера, установленного в кабине. После стендовых испытаний тележки были включены в техноло­ гический цикл загрузки вагранок.

Процесс составления и загрузки шихты в вагранку происхо­ дит следующим образом. Оператор останавливает тележку у первого бункера с металлошихтой, снимает весовую систему с арретира и нажимает кнопку установки нуля. После того как стрелка указательного прибора ебалансируется на нуле, оператор непосредственно из кабины кнопкой включает привод питателя и материал начинает поступать в грузоприемный ковш тележки. По достижении заданного значения веса материала в ковше оператор отключает привод питателя, арретирует весовую систе­ му и подъезжает к следующему расходному бункеру. Процесс дозирования всех компонентов шихты происходит аналогично. Набрав металлическую колошу, оператор высыпает ее в скип и отправляет в вагранку. После этого дозируются и загружаются кокс и известняк.

В ИПЛ АН УССР разработаны также передвижные взвеши­ вающие устройства платформенного типа с замкнутым грузопри­ емный механизмом, работающие на заводе «Ростсельмаш» и Пензенском дизельном заводе. Длительная эксплуатация теле­ жек показала их полную работоспособность и надежность в ус­ ловиях действия ударных нагрузок при значительной запылен­ ности окружающей среды. Погрешность взвешивания не превы­ шает ± 2 % верхнего предела измерений.

Применение электровесовых тележек позволило стабилизи­ ровать химический состав выплавляемого металла, снизить про­ цент брака и улучшить условия труда рабочих. Линии дозирова­ ния шихты, построенные на базе электровесовых тележек, осу­ ществляют последовательное дозирование компонентов и могут обеспечить вагранки малой и средней производительности. Для вагранок большой производительности (свыше 10 т/ч) целесооб­ разно применять линии дозирования, построенные на базе уста­ новок подачи материала и стационарных взвешивающих устройств по количеству компонентов. В этом случае дозирование всех компонентов осуществляется параллельно.

На Владимирском тракторном заводе в цехе оболочкового литья смонтирована и передана в эксплуатацию линия дозиро­ вания шихты, предназначенная для обслуживания вагранок закрытого типа производительностью 10 т/ч конструкции ЦНИИТМАШ. Проектирование, изготовление, монтаж и наладка линии выполнены И П Л АН УССР, УГПИ «Металлургавтоматика» (Днепропетровск) и Владимирским тракторным заводом.

Линия состоит из комплекса взаимосвязанных устройств, обеспечивающих автоматический набор, дозирование и загрузку шихты в вагранки по заданной программе. Металлические со-

185

ставляющие шихты загружаются в расходные бункеры установок подачи шихты магнитным краном. Линия включает восемь доза­ торов металлошихты, два дозатора ферродобавок и два дозатора кокса и известняка. В дозаторах металлошихты применены пла­ стинчатые питатели, в дозаторе ферродобавок, кокса и известня­ ка — вибролотковые. Электропитание .приводов питателей и встряхивающих устройств раздельное. Скорость питателей для установок подачи шихты составляет 0,02—0,04 м/сек, частота встряхивания — 80—120 в 1 мин. Емкость расходного бункера для основных составляющих шихты 8 т, для ферродобавок 2 т.

Все компоненты, металлические и неметаллические, дозируют­ ся с помощью стационарных взвешивающих устройств с РГМ и управляющих устройств, осуществляющих автоматическую кор­ рекцию погрешностей дозирования. Линия обеспечивает четыре режима работы: дистанционный без коррекции, дистанционный с аналоговыми корректирующими устройствами, автоматический без коррекции, автоматический с цифровыми корректирующими устройствами ЦАНШ-5.

Отдозированная шихта из взвешивающих устройств посту­ пает на продольные пластинчатые транспортеры, которые подают ее на реверсивный ленточный транспортер и через промежуточ­ ную емкость в скип ваграночного подъемника. Управление лини­ ей осуществляется с центрального пульта, где размещена пускорегулирующая и контрольно-измерительная аппаратура.

На Гомельском заводе «Центролит» в отдельном шихтовом цехе смонтирована система из шести линий дозирования, предна­ значенная для шести блоков вагранок. Эта система также раз­ работана ИП Л АН УССР и УГПИ «Металлургавтоматика» и построена на базе стационарных электромеханических дозаторов с траковыми питателями. Опытно-промышленная проверка и эксплуатация линии на указанных заводах показала, что все ее элементы являются работоспособными и полностью отвечают предъявляемым к ним требованиям.

В смесеприготовительном отделении Краснодарского станко­ строительного завода им. Седина смонтирован и передан в эксплуатацию автоматический многокомпонентный дозатор фор­ мовочных материалов. Дозатор разработан ИПЛ АН УССР, спроектирован Укргипромашем и изготовлен заводом им. Седина. Этот дозатор состоит из пяти шнековых питателей, много­ компонентного взвешивающего устройства с ЗГМ и вто­ ричным прибором ДСР1-07, блока задания доз и схемы управ­ ления. Предусмотрены дистанционный и автоматический режимы управления дозатором. Отдозированная смесь поступает в бегу­ ны. Опытно-промышленная проверка дозатора показала, что он удовлетворяет требованиям технологии, обеспечивает дозирова­ ние всех компонентов смеси с заданной точностью. Результаты опытно-промышленной проверки дозатора позволили рекомендо­ вать его для внедрения на других заводах.

I

тических погрешностях электромеханических взвешивающих устройств.—В кн.:

допустимой погрешности дозирования.— В кн.: Автоматизация и механизация процессов литья, 4. «Наукова думка», К., 1971.

27. В р у б л е в с к и й В. И., Р а в и ч К. С. Автоматизация дозирования ваграночной шихты.— В кн.: Автоматизация процессов взвешивания и дози­

гистрирующие устройства в автоматических процессах взвешивания. «Маши­ ностроение», М., 1966.

взвешивающих устройств для систем автоматического дозирования литейных материалов. Канд. дис, КПИ, К., 1970.

32. Г р о с м а н Н. Я. и др. Влияние трения в шарнирах рычажных си­ стем весов на точность взвешивания.— В кн.: Тезисы докладов на V научнотехническом совещании по автоматизации процессов взвешивания и дозиро­ вания. Одесса, 1967.

33. Д а ш е в с к и й Т. В., А л ь т м а н И. А., К о в а л ь В. А. Влияние погрешностей плеч рычагов весов на точность взвешивания.— Измерительная техника, 1963, 10.

34.Д и н н и к А. Н. Удар и сжатие упругих тел. Изд. Киевск. политехи, ин-та, 1910.

35.Ж а р о в Н. Т. Автоматизация некоторых литейных процессов. «Ма­ шиностроение», М., 1964.

37.И в а н о в Д. П. Об использовании отработанных изложниц.— Литей­ ное производство, 1969, 3.

38.И в а X н е н к о M. М. Автоматический компенсатор ошибки отвеши­

вания весовым дозатором.— Измерительная техника, 1963, 10.

39.К а р п и н Е. Б. Расчет и конструирование весоизмерительных меха­ низмов и дозаторов. Машгиз, М., 1963.

40.К а ш и р и н Ю. П. Исследование и выбор параметров процесса дози­ рования шихты плавильных агрегатов. Канд. дис, ИПЛ АН УССР, К-, 1971.

41.К а ш и р и н Ю. П. Влияние подающего устройства на погрешность дозатора шихты.— В кн.: Автоматизация и механизация процессов литья, 3. «Наукова думка», К-, 1970.

188

43.К о ж е в н и к о в С. Н. Динамика машин с упругими звеньями. К.,

1961.

44.К о р о б о ч к и н И. В. Колебания весоизмерительных приборов. Машгиз, М., 1947.

45.К о р о т к о в В. П., T а й ц Б. А. Основы метрологии и точности механизмов приборов. Машгиз, М., 1961.

57.Механизация и автоматизация заливки металла в формы. Материалы семинара, МДНТП, М., 1967.

58.M е щ е р с к и й И. В. Работы по механике тел переменной массы. Гостехиздат, М., 1952.

59.H е м и р о в с к и й А. С. Интеграторы измерительных приборов. Стан­ дартгиз, М., 1960.

60.О р л о в В. В. Циферблатные весоизмерительные приборы. Казгосиздат, Алма-Ата, 1964.

61.О р л о в С. П. Дозирующие устройства. Машгиз, М., 1967.

управления процессами литейного производства.— В кн.: Теория и практика

69.Р а в и ч К. С. О нулевой балансировке дифференциально-трансформа­ торных схем уравновешивания.— В кн.: Автоматизация и механизация про­ цессов литья. «Наукова думка», К-, 1967.

70.Р а в и ч К. С. Исследование и разработка автоматических дозаторов ваграночной шихты. Канд. дис, КПИ, К., 1968.

189