设计描述：

文档包括:
word版设计说明书一份，50页，约18000字
CAD版本图纸，共3张

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

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。 3
2  给料装置 4
2.1给料装置的种类和特点 4
2.2工厂所用给料装置 6
3 孕育剂给料装置建模 10
3.1 UG特点 10
3.2螺旋轴建模 11
3.3部件建模 15
4  主传动运动系统设计 18
4.1电动机选择 18
4.2传动系统设计 18
4.2.1主轴等参数确定 18
4.2.2传动轴轴颈估算 20
4.2.3齿轮模数估算 22
4.3皮带轮传动设计 23
4.4传动系统视图 25
5  轴承与齿轮的强度校核 28
5.1齿轮强度校核 28
5.2齿轮弯曲应力校核 30
5.3轴承寿命校核 30
6  给料行程控制 34
6.1 OMRON PLC 34
6.1.1 PLC特点 34
6.1.2指令介绍 35
6.2孕育剂给料装置任务流程 36
6.3给料控制动作实现 36
结论 40
致谢 41
参考文献 42
附录 A 43

 
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机离心铸造出的铸管温度高达1000摄氏度，在此环境下工人的生理功能受到严峻考验，更不用提高效率，改进质量了。在铁水的离心铸造过程中，孕育剂被均匀加入就成为摆在人们面前的难题了。公司使用的离心机孕育剂给料装置能够实现自动加料，只需要工人控制机器设备就可以了，极大地满足了生产的需要。但是美中不足的是由于管道的口径不一样，其所需的孕育剂的量有着不同。直径DN1000m的铸管所需要的孕育剂的量大约是直径DN300mm的一倍左右。单一的进料量造成的后果是当工厂生产DN1000mm的铸管时，另外需要通过人工的方式补料。人工补料不仅威胁到工人的人身安全，而且所补料的量仅仅是依靠工人的经验和技术，这样大大限制了所生产的铸管的质量，为生产和发展埋下了隐患。机电一体化的发展为解决这个难题提供了有效地技术支持。

1.3课题主要内容。

首先需要进行一系列的安全培训教程，树立安全第一的意识，然后了解工厂的铸管工艺流程。之后熟悉原孕育剂给料装置的机构原理以及工作情况，提出初步的改进构想，利用UG进行概念建模。联系生产应用再对改进的方案进行进一步的修正和改良。最后将改进的方案通过Auto CAD表达出来，之后一系列的校核。