Дипломная работа Котов электроснабжение. МОЙ ДП. 1 Расчетная часть 1 Исходные данные
 Скачать 0.55 Mb.
|
 Рисунок 4 - Сборочные единицы (узлы) и механизмы токарно-винторезного станка 1К62 1 - передняя бабка, 2 - суппорт, 3 - задняя бабка, 4 - станина, 5 и 9 - тумбы, 6 - фартук, 7 - ходовой винт, 8 - ходовой валик, 10 - коробка подач, 11 - гитары сменных шестерен, 12 - электро-пусковая аппаратура, 13 - коробка скоростей, 14 - шпиндель. Установка электродвигателей и аппаратов должна осуществляться таким образом, чтобы они были доступны для осмотра и замены для ремонта Электродвигатели должны быть заземлены или занулены в соответствии с требованиями ПУЭ. На коммутационных аппаратах, пускорегулирующих устройствах, предохранителях и т.п. должны быть надписи, указывающие, к какому электродвигателю они относятся. Главное (режущее) движение – необходимое относительное перемещение инструмента и заготовки (за счет него инструмент производит резания металла) осуществляется обычно при помощи электроприводов (иногда применяются и гидроприводы), движение подачи – либо через механическую передачу от главного привода, либо отдельных электро- или гидроприводов. Требования к электроприводам основных и вспомогательных движений. Одним из важнейших вопросов электрооборудования металлорежущих станков является выбор типа электропривода для основных движений. На этот выбор оказывают ряд нескольких факторов: диапазон и плавность регулирования скорости; характер нагрузки привода; частота включений привода; соотношение периодов машинного и вспомогательного времени работы станка; энергетические показатели работы электропривода – КПД и коэффициент мощности; надежность привода, простота его обслуживания и наладки. Главным же требованием является жесткая механическая характеристика, перепад угловой скорости при изменении нагрузки на валу двигателя от холостого хода до номинальной не должен превышать 5-10%. Для наиболее полного использования режущего инструмента и станка обработка изделий должно производиться при оптимальной скорости резания для наилучших экономических показателей. Оптимальная скорость резания зависти от физических свойств обрабатываемого изделия и его геометрических размеров. Регулирование скорости приводов главного движения может осуществляться: механическим – изменением передаточного отношения от двигателя к рабочему органу; электрическим – изменением частоты вращения двигателя; электромеханическим – комбинированием двух первых способов. Для токарных станов, в которых главное движение резания является вращательным, требуется постоянство мощности в большей части диапазона изменения скоростей и только в области малых скоростей – постоянство момента, равному наибольшему допустимому по условию прочности механизма главного движения. Малые частоты вращения предназначаются для специфических видов обработки. В главных приводах токарных станков широкого назначения малых и средних размеров основным типом привода является привод от асинхронного короткозамкнутого двигателя. Асинхронный двигатель (АД) конструктивно хорошо сочетается с коробкой скоростей станка, надежен в эксплуатации и не требует специального ухода. В токарных станках малых размеров пуск, остановка и изменение направления вращения шпинделя часто производится с помощью фрикционных муфт. Двигатель при этом остается подключенным к сети и вращается в одном направлении. В некоторых приводах главного движения применяются многоскоростные АД. Использование такого привода целесообразно, если оно приводит к упрощению коробки скоростей или когда требуется переключения скорости шпинделя на ходу. Тяжелые станки, как правило, имеют электромеханическое ступенчато-плавное регулирование скорости главного привода с использование двигателя постоянного тока (ДПТ). Достоинством таких приводов является плавное регулирование скорости изменением магнитного потока. Иногда применяют двухзонное регулирование для постоянства момента нагрузки. Недостатком привода с ДПТ является постоянный род тока, для этого в цехах устанавливают отдельные преобразователи. 2.3 Расчет мощности и выбор электродвигателя Для современного производства станков характерной особенностью является стремление приблизить двигатель к рабочему органу станка, так как это позволяет упростить кинематические цепи, снизить потери в передачах и сделать привод более компактным. Это привело к применению на станках как двигателей нормального исполнения со станиной на лапах, так и двигателей специального исполнения с фланцем на подшипниковом щите. Это позволяет упростить конструкцию в ряде случаев за счет непосредственной установки на основание. Приводные двигатели должны быть защищены от вредного влияния окружающей среды, например, машинного масла, эмульсии, металлической пыли. Для этого используются закрытые двигатели с наружным обдувом или с естественным охлаждением. Режимы работы электродвигателей станков: продолжительный режим с постоянной нагрузкой; перемежающийся режим с частыми реверсами; повторно-кратковременный режим; кратковременный режим. Основой для расчета мощности электродвигателя, как правило, служат нагрузочные диаграммы в соответствии с рисунком 5, построенные для установившегося режима работы привода. По этим диаграммам производят предварительный выбор мощности электродвигателя, после чего выбранный электродвигатель проверяют по нагреву и допустимой нагрузке с учетом переходных процессов.  Рисунок 5 - Нагрузочная диаграмма токарно-винторезного станка Рассчитываем мощность резания Ррез, кВт по формуле  где F – усилие резания, Н; V – скорость резания, м/мин.  Определяем расчетную мощность двигателя Ррас, кВт по формуле  где η – КПД станка.  Исходя из расчетной мощности выбираем двигатель по справочнику [1, таблица Д1] с учетом условия  Был выбран двигатель серии А160S4У3 с параметрами: номинальная мощность рдв = 15 квт; номинальная частота вращения nн = 1500 об/мин; скольжение s = 2,7%; коэффициент полезного действия η = 0,89%; коэффициент мощности cosφ = 0,88; перегрузочная способность λ = 2,2; кратность пускового тока  .2.4 Расчет и построение механической характеристики двигателя Механической характеристикой АД можно считать зависимость угловой скорости от вращающегося момента или зависимость скольжения от вращающего момента. Исходными данными для построения механической характеристики являются: номинальная мощность двигателя, номинальная частота вращения, перегрузочная способность двигателя, число пар полюсов. Определяем скорость вращения магнитного поля статора n1,об/мин  где f - частота сети,f= 50 Гц;  - число пар полюсов. Определяем номинальное скольжение Sн  где  - номинальная частота вращения двигателя, об/мин. Определяем критическое скольжение   где  - перегрузочная способность двигателя. Определяем номинальный моментМн, Н∙м  где  - номинальная мощность двигателя, кВт. Определяем максимальный момент Мmax, Н∙м   ,Н∙м.Для построения механической характеристики, если пренебречь активным сопротивлением обмоток статора, после ряда преобразований выводится следующая формула  Зададимся произвольными значениями скольжения и найдем соответствующие значения момента М, Н∙м         Получившиеся значения заносим в таблицу 9. Таблица 9 - Расчетные данные для построения характеристики
П  о табличным данным строим график зависимости  )в соответствии с рисунком 6.Рисунок 6 – Механическая характеристика АД типа АИР200М4 Mеханическая характеристика асинхронного двигателяимеет характерные точки: S = 0; M = 0. При этом скорость двигателя равна синхронной; Sном = 0,01; Мном = 38,10, что соответствует номинальной скорости и номинальному моменту; Sк = 0,11; Мкр,д. = 210,10 – максимальный момент развиваемый двигателем. 2.5 Разработка принципиальной схемы управления При разработке принципиальной схемы управления необходимо четко представлять технологию работы данного механизма. Силовая часть электрической схемы должна предусматривать количество двигателей для заданного вида оборудования, работающих одновременно или индивидуально. Силовая часть схемы запитывается напряжением 380 В, а цепи управления от напряжения 220 В. Главный привод и привод подачи большинства малых и средних токарных станков осуществляют от односкоростного асинхронного двигателя в сочетании с коробками скоростей и подач. На некоторых станках применяют двигатель постоянного тока, который в сочетании с коробкой скоростей осуществляет электромеханическое регулирование скорости. Кроме главного двигателяД1и двигателя быстрых ходовД4, на схеме рисунка 7 показаны двигатель насоса охлажденияД2и двигатель гидроагрегатаД3, присоединяемый через штепсельный разъем ШРв случае применения на станке гидрокопировального устройства. Напряжение на станок подается включением автоматического выключателяВА. Цепи управления получают питание через разделительный трансформаторТрс пониженным значениям вторичного напряжения. Пуск двигателяДГпроизводится нажатием кнопки «Пуск», при этом включается магнитный пускатель ПМГи главными контактами присоединяетстатор двигателя к сети, а блок-контактом шунтирует пусковую кнопку. Одновременно пускаются двигатели насоса охлаждения (если включен пакетный выключательВП) и гидроагрегата.  Рисунок 7- Принципиальная схема управления токарно-винторезного станка Включение шпинделя производится поворотом вверх рукоятки управления фрикционом. При повороте этой рукоятки в среднее положение шпиндель станка отключается, одновременно нажимается путевой переключательВПи включается пневматическое реле времениРВ. Если пауза в работе превышает 3-8 мин, то контакт релеРВразмыкается и пускатель ПМГтеряет питание. Главный двигатель отключается от сети и останавливается, что ограничивает его работу вхолостую с низким значением коэффициента мощности и уменьшает потери энергии. Если пауза мала, то релеРВне успевает сработать и отключения двигателя шпинделя не произойдет. Для управления быстрым перемещением суппорта служит рукоятка на фартуке станка. При повороте этой рукоятки она нажимает на переключательВБХ, его контакт замыкает цепь катушки магнитного пускателя КБХ, который включает двигательД4. Возврат рукоятки в среднее положение приводит к отключению двигателяД4. Станок имеет местное освещение. Питание лампыЛМОпроизводится от отдельной обмотки трансформатораТр. В цепи лампы находятся предохранительПР3и выключательВО. Иногда один из выводов низковольтной обмотки трансформатораТрприсоединяют к газовой трубе, в которой проложен второй провод, питающий лампу. В качестве одного из проводов вторичной цепи местного освещения при напряжениях 12 и 36В обычно используют станину станка. Схемой управления предусмотрена защита двигателя Д1 от тепловых перегрузокс помощью магнитного пускателя со встроенным тепловым реле. Защита двигателей Д2, Д3 и Д4 от коротких замыканий производят плавкими предохранителями. Для защиты же всей цепи предусмотрен автоматический выключатель ВА для защиты от перегрузок и токов К.З. При кратковременных перегрузках, возникающих на шпинделе, происходит проскальзывание фрикциона, и приводной двигатель отсоединяется от входного вала коробки скоростей станка. Для быстрой остановки станка служит установленный в передней бабке ленточный тормоз. 2.6 Выбор электрических аппаратов управления В системах управления станков и автоматических линий нашли широкое применение низковольтные электрические аппараты, серийно выпускаемые отечественной промышленностью: магнитные пускатели, контакторы реле напряжения и тока, электромагниты и электромагнитные муфты, путевые выключатели и переключатели, автоматические выключатели и др. В данном дипломном проекте необходимо произвести выбор аппаратов управления, которые представлены в таблице 10. Таблица 10 - Наименование электрических аппаратов
Автоматические выключатели предназначены для защиты цепей от коротких замыканий, тепловых перегрузок. Они так же выполняют коммутационную функцию, имеют существенный плюс – дугогасительные камеры. Находим ток теплового расцепителяавтоматического выключателя |
