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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 自動(dòng)化定量澆注系統(tǒng)研制
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 該作品以適用于企業(yè)鑄造澆注工序自動(dòng)化生產(chǎn)為主要目的，基于單片機(jī)為核心元件，利用程序驅(qū)動(dòng)舵機(jī)，以連桿將舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)闈舶膬A轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)舵機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)不同角度對(duì)應(yīng)不同流量，并采用光電傳感器檢測(cè)對(duì)應(yīng)不同流量的標(biāo)記點(diǎn)，將檢測(cè)的信號(hào)輸入單片機(jī)作為定量反饋信號(hào)的原理實(shí)現(xiàn)不同量鐵水的自動(dòng)化交替定量澆注，從而達(dá)到鐵水流量控制，提高生產(chǎn)效率。
- 詳細(xì)介紹：
- 目前大部分中小型鑄造行業(yè)以使用手動(dòng)式和半自動(dòng)式澆注機(jī)為主，機(jī)械機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，機(jī)械自動(dòng)化程度較低，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下，高溫鐵水流量得不到有效控制。 鑒于此，基于單片機(jī)為核心元件，利用程序驅(qū)動(dòng)舵機(jī)，以連桿將舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)闈舶膬A轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)舵機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)不同角度對(duì)應(yīng)不同流量，并采用光電傳感器檢測(cè)對(duì)應(yīng)不同流量的標(biāo)記點(diǎn)，將檢測(cè)的信號(hào)輸入單片機(jī)作為定量反饋信號(hào)的原理實(shí)現(xiàn)不同量鐵水的自動(dòng)化交替定量澆注，從而達(dá)到鐵水流量控制的目的。同時(shí)，設(shè)計(jì)了手動(dòng)定量澆注裝置，更進(jìn)一步增加了澆注系統(tǒng)的使用性能。 這為設(shè)計(jì)和研發(fā)高效、節(jié)能的鑄造設(shè)備做了前期理論、技術(shù)準(zhǔn)備工作。該設(shè)備的推廣與使用，將大大提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，降低鑄件生產(chǎn)成本。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 一 設(shè)計(jì)的目的 該作品研發(fā)的意義是提高澆包在實(shí)踐工作中的自動(dòng)化控制水平，實(shí)現(xiàn)澆注機(jī)械自動(dòng)化。 二 研制的基本思路 1、實(shí)現(xiàn)對(duì)不同量鐵水的自動(dòng)化交替澆注； 2、設(shè)計(jì)外置的澆注時(shí)間控制裝置； 3、簡(jiǎn)化傳統(tǒng)澆包復(fù)雜的機(jī)械機(jī)構(gòu)； 三 作品的創(chuàng)新點(diǎn) 作品的創(chuàng)新點(diǎn)有扇形澆包結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、澆包的傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、采用舵機(jī)提供動(dòng)力源、鐵水流量控制、外置澆注間隙時(shí)間控制和澆注時(shí)間控制裝置設(shè)計(jì)； 1）澆包結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 澆包外觀采用扇形結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，有利于機(jī)構(gòu)理論設(shè)計(jì)與鐵水流量量化控制的控制程序設(shè)計(jì)。 2）澆包的傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 合理利用杠桿原理，采用澆包與澆包架固定且作為一個(gè)整體繞固定鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)澆包的傾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 3）動(dòng)力源選擇 動(dòng)力源采用舵機(jī)，將舵機(jī)的小角度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)簡(jiǎn)單機(jī)械傳動(dòng)變?yōu)闈舶@固定鉸鏈的的旋轉(zhuǎn)； 4）鐵水流量控制 利用舵機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)不同角度對(duì)應(yīng)不同流量的原理,并通過(guò)光電傳感器檢測(cè)不同流量的標(biāo)記點(diǎn)，將檢測(cè)的信號(hào)輸入單片機(jī)作為反饋信號(hào)，達(dá)到鐵水流量控制的目的。 5）外置澆注間隙時(shí)間控制裝置和澆注時(shí)間控制裝置的設(shè)計(jì) 澆注間隙時(shí)間（設(shè)置對(duì)應(yīng)控制臺(tái)“時(shí)間”按鈕）：指澆包在工作中完全倒完一定量的鐵水到下次開始倒出一定量的鐵水之間的時(shí)間間隔； 澆注時(shí)間（設(shè)置對(duì)應(yīng)控制臺(tái)“速度”按鈕）：指澆包完全倒完容積內(nèi)鐵水所需要的時(shí)間； 四、作品設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù) 舵機(jī)的控制設(shè)計(jì)五、主要技術(shù)指標(biāo) 澆注系統(tǒng)工作時(shí)倒出的鐵水量與編程設(shè)置的量二者知否相等；
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 與目前同類產(chǎn)品相比較該作品的優(yōu)點(diǎn)： 1）從功能方面——該作品的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化定量連續(xù)澆注，是同行產(chǎn)品中的一項(xiàng)新突破，為后期研制、設(shè)計(jì)自動(dòng)化連續(xù)澆注設(shè)備奠定了科學(xué)的理論與技術(shù)基礎(chǔ)。 2）從結(jié)構(gòu)方面——該作品的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，性能可靠。 3）從技術(shù)方面——該作品的設(shè)計(jì)理論成熟，充分體現(xiàn)現(xiàn)代控制理論與檢測(cè)技術(shù)，是機(jī)電一體化的實(shí)踐與應(yīng)用。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 一：作品于2011年3月24日在材料科學(xué)與工學(xué)院第二屆“挑戰(zhàn)杯”選拔賽中榮獲一等獎(jiǎng)，推薦參加學(xué)校比賽。 二：作品于2011年3月28日在陜西理工學(xué)院第四屆“挑戰(zhàn)杯”比賽中榮獲一等獎(jiǎng)，推薦參加陜西省第八屆西安“高新杯”大學(xué)生科技學(xué)術(shù)比賽；
作品所處階段
- 試驗(yàn)階段；
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 一次性轉(zhuǎn)讓；
作品可展示的形式
- 模型、現(xiàn)場(chǎng)演示；
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 一 使用說(shuō)明 1、工作電流0.3—0.4A，工作電壓5v。 2、使用方法：接通電源，去掉鎖緊裝置，按下“開始”按鈕，根據(jù)需要選擇k1，k2，k3相應(yīng)的按鈕，系統(tǒng)即可開始工作。 二 作品的技術(shù)特點(diǎn) 以機(jī)電一體化為總領(lǐng)，分機(jī)械部分和電路控制兩部分，著眼于系統(tǒng)的功能，充分利用簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)原理，遵從優(yōu)化細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，突出整體合理性、科學(xué)性等特點(diǎn)，如巧妙利用扇形體積定量、杠桿原理及最短力臂減小舵機(jī)啟動(dòng)工作負(fù)荷等等。 三 作品的優(yōu)點(diǎn) 1、機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定。 2、實(shí)現(xiàn)了不同流量的自動(dòng)化定量澆注。 3、引進(jìn)大量的現(xiàn)代檢測(cè)、控制元件，保證了系統(tǒng)功能的同時(shí)簡(jiǎn)化機(jī)械部分，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊。 四 應(yīng)用前景 1、為進(jìn)一步設(shè)計(jì)和研發(fā)高效、節(jié)能的鑄造設(shè)備奠定了前期理論、技術(shù)準(zhǔn)備工作。 2、自動(dòng)化定量澆鑄生產(chǎn)的普及，將是鑄造澆注工序的革新，可大幅提高了生產(chǎn)效率，減小工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善鑄造生產(chǎn)的工作環(huán)境。
同類課題研究水平概述
- 目前國(guó)內(nèi)鑄造設(shè)備的使用情況 （一）澆包簡(jiǎn)介 1、實(shí)際生產(chǎn)中的澆鑄設(shè)備主要三類： 手工澆包、半機(jī)械化澆包、澆鑄機(jī)； 2、常用澆包包體形狀主要有：直筒、錐筒和臥式圓筒三種； 3、澆包嘴及出鐵水方式有：普通傾嘴、茶壺嘴和底注三種； 4、澆包的傾轉(zhuǎn)方式通常有三種： 目前國(guó)內(nèi)澆注設(shè)備相對(duì)機(jī)械化程度較低，主要表現(xiàn)在 1、對(duì)于大部分中小型企業(yè)，澆包機(jī)械自動(dòng)化程度低，導(dǎo)致生產(chǎn)效率較低，工作環(huán)境較差，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工人、不愿意長(zhǎng)期從事此項(xiàng)事業(yè)； 2、鐵水流量不能得到精確地量化控制，導(dǎo)致高溫鐵水浪費(fèi)嚴(yán)重，帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失；
