(курсовая) ПМ 02.01 Техническое обслуживание, ремонт и испытание мехатронных систем

Министерство образования Московской области
ГБПОУ МО РАМЕНСКИЙ КОЛЛЕДЖ
ОТДЕЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ И ЭЛЕКТРОНИКИ
Специальность 15.02.10 Мехатроника и мобильная
робототехника
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по ПМ 02.01: Техническое обслуживание, ремонт и испытание
мехатронных систем
на тему: Техническая диагностика, обслуживание и ремонт
производственной линии сортировки банок с краской
Выполнил: Ткачев Никита Владимирович
Руководитель: Гудков Владислав Дмитриевич
Раменское, 2023 г.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ГЛАВА 1. ТЕХНИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ. ............................................... 4
1.1 Использование технической документации. ............................................... 4
1.2 Составление технической документации. ................................................... 5
1.3 Диаграмма «перемещение-время». .............................................................. 6
1.4 Принципиальная схема системы. ................................................................. 8
1.5 инструкция по эксплуатации. ....................................................................... 9
1.6 список входящих в систему элементов и их технические
характеристики. .................................................................................................. 10
ГЛАВА 2. ПРИЧИНЫ НЕИСПРАВНОСТЕЙ И ИХ УСТРАНЕНИЕ. ............ 11
2.1 Причины неисправностей. .......................................................................... 11
2.2 Диагностирование и поиск неисправностей. ............................................ 12
2.3 Выявление неисправностей в пневматических системах. ....................... 14
ГЛАВА 3. ОБСЛУЖИВАНИЕ. ............................................................................ 16
Список источников информации ......................................................................... 18
ВВЕДЕНИЕ
Мехатронные системы - это одно из самых важных и перспективных
направлений в современной инженерии и технологии. Они представляют
собой сочетание механики, электроники, информационных технологий и
программного обеспечения, что позволяет создавать
высокопроизводительные системы с уникальными свойствами. Техническое
Обслуживание, ремонт и испытание таких мехатронных систем являются
важными аспектами при разработке и эксплуатации данных систем.
Мехатронные системы используются в различных отраслях, таких как
автомобилестроение, авиакосмическая промышленность, медицинская
техника и другие. Они включают в себя механические, электрические,
электронные и программные компоненты, которые работают вместе для
выполнения определенной функции.
Техническое обслуживание мехатронных систем направлено на
поддержание их работоспособности и продление срока службы. Ремонт
мехатронных систем может включать замену компонентов, исправление
программных ошибок и другие виды работ. Испытания мехатронных систем
проводятся для проверки их характеристик и соответствия требованиям.
Однако, техническое обслуживание, ремонт и испытания мехатронных
систем могут быть сложными и дорогостоящими процессами. Для
оптимизации этих процессов необходимо разрабатывать новые методы и
технологии, а также анализировать существующие.
Таким образом, целью данной работы является исследование основных
аспектов технического обслуживания, ремонта и испытания мехатронных
систем, анализ существующих методик и технологий, а также разработка
рекомендаций по оптимизации этих процессов.
ГЛАВА 1. ТЕХНИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ.
1.1 Использование технической документации.
Техническая документация на пневматическую систему является важным
элементом для обеспечения ее надежной работы. Она включает в себя:
• диаграмму "перемещение-шаг",
• принципиальную схему системы,
• инструкции по эксплуатации,
• список входящих в систему элементов и их технические характеристики.
Наличие качественной технической документации позволяет
специалистам быстро и точно определить проблему и принять меры по ее
устранению. Это также помогает предотвратить возникновение новых
проблем, связанных с неправильной установкой или эксплуатацией системы.
Кроме того, техническая документация на мехатронную
пневматическую систему может быть использована для обучения новых
сотрудников, а также для проведения аудитов и инспекций. Она также может
быть полезна при модернизации или замене компонентов системы. В случае
модификации системы в техническую документацию должны быть внесены
все изменения, чтобы потенциальные пользователи и инженеры по
техническому обслуживанию знали текущее состояние системы.
1.2 Составление технической документации.
Составление технической документации на пневматическую систему
включает в себя несколько этапов. Сначала необходимо собрать всю
необходимую информацию о системе, такую как ее назначение, компоненты,
характеристики и требования к монтажу и эксплуатации. Затем нужно
разработать структуру документации, которая должна включать разделы о
каждом компоненте системы, а также о методах диагностики и устранения
неисправностей.
Далее необходимо написать текст документации, который должен быть
понятным и доступным для чтения. Важно использовать терминологию,
которая понятна специалистам в данной области, и избегать сложных
технических терминов, если это возможно.
После написания текста документации необходимо проверить его на ошибки
и несоответствия. Затем можно приступать к оформлению документации,
которое должно соответствовать стандартам и требованиям предприятия.
Составление технической документации на пневматическую систему – это
сложный и ответственный процесс, который требует внимательности и
аккуратности. Документация должна быть подробной и точной, чтобы
обеспечить правильную работу системы. Необходимо учитывать все
возможные неисправности и способы их устранения, а также описывать
процесс монтажа и эксплуатации системы. Важно также следить за
обновлениями и изменениями в конструкции системы, чтобы документация
всегда была актуальной.
1.3 Диаграмма «перемещение-время».
Диаграмма «перемещение-время» (или график перемещения) в мехатронных
пневматических системах является важным инструментом анализа работы
системы и определения ее параметров. Она представляет собой графическое
отображение зависимости перемещения рабочего органа (например, поршня
в цилиндре) от времени. С помощью этой диаграммы можно определить
такие параметры, как скорость, ускорение и время перемещения рабочего
органа.
Одним из основных применений диаграммы «перемещение-время» является
определение скорости рабочего органа. Если на графике наблюдается
линейное изменение перемещения, то скорость остается постоянной. Если же
график имеет нелинейный характер, то это означает, что скорость изменяется
со временем.
Другим важным применением диаграммы является определение ускорения
рабочего органа. Ускорение можно определить как изменение скорости за
единицу времени. На графике ускорение отображается как наклон линии
перемещения. Если наклон положительный, то ускорение направлено в
сторону увеличения перемещения, а если отрицательный — то в сторону
уменьшения.
График перемещения также может использоваться для определения времени
перемещения рабочего органа из одного положения в другое. Время
перемещения можно определить как расстояние между двумя точками на
графике, деленное на скорость в данной точке.
Контроль качества работы мехатронной или пневматической системы с
помощью диаграммы «перемещение-время» включает в себя проверку
соответствия реальных параметров системы заданным значениям. Если на
графике наблюдаются отклонения от заданных значений, это может
указывать на проблемы в работе системы, такие как износ или повреждение
компонентов, неправильная настройка параметров или ошибки в
программном обеспечении.
Для контроля качества работы системы необходимо провести ряд измерений
и сравнить полученные данные с заданными значениями. Если отклонения не
превышают допустимых пределов, то система считается работоспособной. В
противном случае необходимо провести диагностику и устранить
выявленные неисправности.
1.4 Принципиальная схема системы.
Принципиальная схема мехатронной или пневматической системы
представляет собой графическое изображение всех элементов системы, их
взаимосвязей и взаимодействия. Она является основным инструментом для
проектирования, разработки и анализа таких систем.
На схеме изображаются все основные компоненты системы, такие как
исполнительные механизмы, датчики, контроллеры и источники питания.
Также указываются связи между компонентами, например, электрические,
пневматические или гидравлические соединения.
При разработке принципиальной схемы необходимо учитывать требования к
системе, такие как точность, надежность, быстродействие и
энергоэффективность. Также следует учитывать ограничения на габариты,
вес и стоимость системы.
После разработки схемы необходимо провести ее анализ на предмет
возможных ошибок и несоответствий. Также схема должна быть проверена
на соответствие стандартам и нормам безопасности.
Принципиальные схемы мехатронных пневматических систем используются
не только для проектирования и разработки новых систем, но и для
модернизации и ремонта существующих. Они также могут быть полезны для
обучения и ознакомления с работой системы.
1.5 инструкция по эксплуатации.
Инструкция по эксплуатации мехатронной пневматической системы
представляет собой документ, содержащий информацию о назначении,
составе, принципе действия, монтаже, техническом обслуживании,
настройке, ремонте, правилах безопасной эксплуатации и хранении
мехатронной системы.
Инструкция по эксплуатации мехатронной пневматической системы
должна содержать информацию о:
 Общих характеристиках системы, включая ее назначение, основные
компоненты и принцип работы.
 Требованиях к установке и монтажу системы, включая рекомендации
по выбору места установки, требования к фундаменту, методы
крепления и подключения системы к источникам питания.
 Техническом обслуживании системы, включая регулярную проверку и
замену изнашивающихся деталей, чистку и смазку подвижных частей,
проверку герметичности и работоспособности системы.
 Работе системы в различных режимах, включая настройку параметров
работы, возможные неисправности и способы их устранения.
 Безопасности при работе с системой, включая требования к
спецодежде, оборудованию и инструментам, а также правила техники
безопасности при работе с пневматическими системами.
 Транспортировке и хранении системы, включая требования к упаковке,
маркировке и транспортировке, а также условиям хранения и
консервации системы.
1.6 список входящих в систему элементов и их технические
характеристики.
Список элементов и их характеристик в мехатронных пневматических
системах необходим для понимания того, как работает система, какие
элементы входят в ее состав и какие функции они выполняют. Это позволяет
специалистам по обслуживанию и ремонту систем быстро определить
неисправность и устранить ее. Кроме того, знание характеристик элементов
позволяет правильно настроить систему и обеспечить ее надежную работу.
Так же этот список помогает специалистам обновлять и улучшать систему,
добавляя новые элементы или улучшая существующие.
ГЛАВА 2. ПРИЧИНЫ НЕИСПРАВНОСТЕЙ И ИХ УСТРАНЕНИЕ.
2.1 Причины неисправностей.
Неисправности пневмосистемы могут быть вызваны, главным образом,
засорением элементов системы и трубопроводов, которое возникает в
результате:
• взаимодействия с окружающей средой (например, при работе с
загрязненным воздухом, а также при высокой или низкой температуре
окружающей среды),
• использования сжатого воздуха низкого качества (например, слишком
высокой влажности или с избыточным содержанием масла, поступающего
из маслораспылителя),
• нарушения относительного движения исполнительных механизмов или их
элементов,
• чрезмерной нагрузки,
• неправильного обслуживания,
• неправильного монтажа и подсоединения пневмошлангов.
Эти причины могут привести к:
• разрушению пневмошлангов,
• заклиниванию подвижных частей,
• авариям,
• утечкам сжатого воздуха,
• падению давления в системе,
• нарушению последовательности движения исполнительных устройств
пневмосистемы.
Неисправности в мехатронных пневматических системах являются одной
из основных проблем, с которыми сталкиваются инженеры и операторы этих
систем. Эти системы состоят из множества компонентов, которые могут
выйти из строя, что приведет к неправильной работе всей системы.
2.2 Диагностирование и поиск неисправностей.
Диагностирование и поиск неисправностей в мехатронных
пневматических системах включает в себя ряд процедур, направленных на
выявление причин сбоев и отказов в работе системы.
О возникновении неисправности системы можно судить по характеру
неправильного функционирования или остановки объекта управления,
Устранение неисправностей может осуществляться:
• персоналом, эксплуатирующим установку,
• персоналом по обслуживанию и ремонту.
Неисправности управляемой установки и многие неисправности системы
управления часто устраняются опытным оператором установки. В первую
очередь оператор и (или) наладчик анализируют состояние системы на
основании визуального контроля. Обслуживающий персонал ищет
неисправности и устраняет их на основании собственного опыта
эксплуатации данной установки.
Поиск неисправностей в мехатронных и пневматических системах
начинается с анализа симптомов и признаков проблемы. Затем проводится
проверка компонентов системы на предмет износа, коррозии, механических
повреждений и других дефектов. Также проводится диагностика
контроллеров, программного обеспечения и анализ данных датчиков. После
выявления причин неисправности принимаются меры по их устранению, и
система тестируется на работоспособность.
Диагностирование неисправностей в мехатронных пневматических
системах - это процесс, который включает в себя выявление причин сбоев,
отказов и неправильных показаний датчиков.
Диагностирование неисправностей должно проводиться сразу же после их
первого появления. При этом необходимо руководствоваться
соответствующей методикой по их устранению, что позволит сократить
время простоев эксплуатируемой установки.
Даже самый добросовестный уход за пневмосистемой окажется
малоэффективным, если допущены ошибки при ее проектировании или
монтаже. Регулярные профилактические осмотры несколько увеличат
затраты на обслуживание, однако позволят существенно снизить число
случаев выхода системы из строя. Нормальному функционированию системы
способствуют:
• Выбор качественных элементов системы, которые должны быть
настраиваемыми на требуемые условия работы и окружающей среды
(например, частота переключения, нагрузка и т.д.).
• Защита пневмосистемы от загрязнения.
• Демпфирование механических ударов, возникающих при работе
исполнительных устройств, путем установки амортизаторов.
• Сокращение длины трубопроводов или установка в необходимых местах
дополнительных узлов их крепления.
2.3 Выявление неисправностей в пневматических системах.
Как правило, пневматические системы функционируют стабильно после
первичной настройки в течение некоторого времени. Однако, признаки
преждевременного износа компонентов могут проявиться в течение
нескольких недель или месяцев.
В случае возникновения неисправностей, важно применять методический
подход к их поиску. При диагностике большой системы, ее можно разделить
на более мелкие составляющие, в которых затем по отдельности проводить
поиск неисправностей.
Если сотрудник, обслуживающий установку, не может самостоятельно
устранить неисправность, следует обратиться к специалистам службы
обслуживания и наладки.
Неисправности, вызванные недостаточным снабжением сжатым воздухом.
Иногда в пневматическую систему добавляются новые элементы, в то время
как мощность источника питания остается прежней. В зависимости от
порядка срабатывания исполнительных механизмов и общей конструкции
установки, могут возникать случайные сбои в работе системы. Причиной
этого может быть недостаток воздуха, который проявляется в снижении
скорости движения исполнительных устройств, уменьшении развиваемой
ими силы или момента и ухудшении быстродействия элементов системы.
Аналогичные последствия вызывает изменение пропускной способности
некоторых элементов из-за засорения или возникновение утечек в
соединениях.
Неисправности, вызванные появлением конденсата в воздухе.
Очень важно обеспечить подачу сжатого воздуха в систему без конденсата,
который может вызвать коррозию элементов системы. Также следует
учитывать, что смазочное масло без специальных добавок склонно к
образованию эмульсий и смолистых отложений или клейких веществ. Все
движущиеся соединения с небольшими зазорами особенно подвержены
таким образованиям. Также возникает риск превращения продуктов смазки в
смолу, которая может разрушить систему и загрязнить окружающую среду.
Неисправности, вызванные загрязнениями.
Обычно, пневматическая система управления получает сжатый воздух через
блок подготовки, одной из функций которого является очистка воздуха от
твердых частиц. Как правило, фильтры устанавливаются на входе в
пневматические системы. Однако, если трубы, подводящие питание к
пневмоаппаратам, не были предварительно очищены внутри, то все твердые
частицы, попавшие в трубу при ее подключении или сварке, могут оказаться
внутри пневмоаппаратов.
В системах, эксплуатировавшихся длительное время, коррозия, вызванная
наличием конденсата, может привести к попаданию ржавчины в воздух.
Особенно это относится к трубам, установленным без антикоррозионной
защиты. В результате этого могут произойти: залипание или заедание
подвижных элементов, утечки из-за негерметичного прилегания клапанов,
засорение форсунок и каналов малого диаметра.
ГЛАВА 3. ОБСЛУЖИВАНИЕ.
Регулярное обслуживание пневматической системы включает проверку и
замену изношенных деталей, очистку и смазку движущихся частей, а также
проверку герметичности системы. Это помогает предотвратить возможные
сбои и обеспечивает надежную работу системы.
График обслуживания составляется для каждой системы индивидуально и
включает перечень работ, сроки их выполнения и интервалы между
обслуживаниями. Например, для небольших систем может потребоваться
обслуживание каждые 6 месяцев, в то время как для крупных систем
интервалы могут составлять 1-2 года.
При обслуживании пневматической системы важно уделить внимание
системе подготовки воздуха. Эта часть системы отвечает за очистку,
осушение и фильтрацию воздуха, поступающего в систему. Если эти
процессы нарушены, это может привести к сбоям в работе всей системы.
Также необходимо регулярно проверять и обслуживать информационные
устройства, такие как датчики, преобразователи и устройства отображения
информации. Это поможет предотвратить возможные ошибки и обеспечит
точность показаний.
В подсистеме подготовки воздуха осуществляется:
• проверка состояния, очистка или смена фильтра,
• удаление конденсата,
• заливка масла и настройка его подачи (если установлен
маслораспылитель).
Информационные устройства контролируются на износ и степень
загрязненности. С большими интервалами времени могут проводиться
следующие работы по обслуживанию пневмосистемы:
•
Проверка соединений на наличие утечек,
•
Проверка креплений трубопроводов на подвижных частях,
•
Проверка расположения штоков поршней в цилиндрах,
•
Очистка фильтрующих элементов или их замена,
•
Проверка функционирования предохранительных клапанов,
•
Проверка неподвижных соединений и креплений.
Список источников информации
1. ПНЕВМОАВТОМАТИКА Основной курс ТР101 Учебник
2. Рачков М.Ю Пневматические системы автоматики: учебное пособие
для вузов / М. Ю. Рачков. — 3-е изд.
3. Хайманн Б. Мехатроника: Компоненты, методы, примеры / Б.
Хайманн, В. Герт, К. Попп, О. Репецкий; под ред. О.В. Репецкого;
пер. с нем. А.В.
4. Карнаухов Н.Ф. Электромеханические и мехатронные системы. Ростов н/Д: Феникс, 2006.