Пример КП 3 сверлильный станок. Назначение и общая характеристика электрооборудования радиальносверлильного станка стр
 Скачать 0.93 Mb.
|
|
2.1.1. Расчет и выбор электродвигателя шпинделя Скорость резания при сверлении VZС (м/мин), рассчитывается по формуле: VZС = (CV • dCZv)/ (TMv • SYv), (2.1) где S – подача инструмента, мм/об, (ПРИЛОЖЕНИЕ 1, Таблица 1); dC– диаметр рабочего инструмента (сверла), мм, (из задания); CV- cкоростной коэффициент обработки материала, (ПРИЛОЖЕНИЕ 1, Таблица 2); Zv, Mv, Yv - показатели степени, (ПРИЛОЖЕНИЕ 1, Таблица 2); T - стойкость инструмента, мин,( ПРИЛОЖЕНИЕ 1, Таблица 3). VZС = (9,8 • 30 0,4)/(50 0,2 • 0,5 0,5) = 24,58 м/мин. Частота вращения шпинделя NШП(об/мин), определяется по формуле: NШП= (VZС • 1000) /( π • dC), (2.2) dC – диаметр рабочего инструмента (сверла), мм, (из задания). NШП = (24,58 • 1000) / (3,14 • 30) = 260,93 об/мин. Мощность резания при сверлении PZС (кВт), рассчитывается по формуле: PZС = MC • NШП / 9550, (2.3) где MC -вращающий момент на шпинделе при сверлении, Н∙м; MC = 9,81• CM • SYm • dсZm, (2.4) где CM, Ym, Zm– моментные коэффициенты и показатели степени, отн. ед. для сверления принимаются по (ПРИЛОЖЕНИЕ 1, Таблица 4). MC = 9,81 • 0,0345 • 0,5 0,8 • 30 2=174,84 Н∙м; PZС= 174,84 • 260,93 / 9550 = 4,78 кВт. Расчетная мощность двигателя РДР (кВт), определяется по формуле: РДР1= PZС / ηСТ, (2.5) где ηСТ – КПД главного привода при полной нагрузке, отн.ед., ηСТ = 0,75. РДР1= 4,78 / 0,75 = 6,4 кВт. Согласно условия Р1 ≥ РДР1 выбирается асинхронный двигатель. Параметры двигателя M1: по справочнику выбираю трехфазный двигатель типа АИР 132 S4, мощность Р1 = 7,5 кВт; номинальный ток I1=15,6 А; напряжение питающей сети 380 В; частота f=50 Гц; частота вращения n=1455об/мин; =87,5%; соs=0,83; коэффициент пуска Кпуск. = 7, (ПРИЛОЖЕНИЕ 2). 2.1.2. Расчет и выбор двигателя подачи суппорта Мощность, расходуемая исполнительным органом станка на осуществление подачи суппорта, осуществляется двигателем М2 и может быть определена по мощности электродвигателя шпинделя М1. PП = (0,001…0,01) • PZС, (2.6) где PП– мощность подачи суппорта, кВт. PП = (0,001…0,01) • 4,78 = 4,78 • 10-3... 4,78 • 10-2 кВт. Принимаем PП = (4,78 • 10-3 + 4,78 • 10-2) : 2 = 2,64 • 10-2 кВт, что является средним арифметическим значением диапазона 4,78 • 10-3...4,78 • 10-2. Расчетная мощность двигателя РДР2(кВт), определяется по формуле: РДР2= PП / ηСТ2, (2.7) где ηСТ2 – КПД привода подачи супорта, отн.ед., ηСТ2 = 0,15. РДР2 = 0,0264 / 0,15 = 0,176 кВт. Согласно условия Р2 ≥ РДР2 выбирается асинхронный двигатель. Параметры двигателя M2: по справочнику выбираю трехфазный двигатель типа АИР 56 А2 мощностью Р2 = 0,18 кВт; номинальный ток I2 = 0,52 А; напряжение питающей сети 380 В; частотой f=50 Гц; частотой вращения n = 2700 об/мин; = 68%; соs = 0,78; коэффициент пуска Кпуск. = 5 [2](ПРИЛОЖЕНИЕ 3). 2.1.3. Расчет и выбор двигателя насоса подачи охлаждающей жидкости Мощность двигателя М3 (кВт) определяется по формуле [2]: РДР3 = (Кзап• U3 • Q3 • H3)/ (1000 • н3 • п3) , (2.8) где Кзап= 1,5 – коэффициент запаса; U3= 9810 н/м3 – плотность перекачиваемой жидкости; Q3= 28•10-5 м3/с – производительность насоса; Н3= 12 м – напор насоса; н3= 0,5– КПД насоса охлаждения; п3= 0,98 – КПД передачи. РДР3 = (1,5 • 9810 • 0,00028 • 12 )/ (1000 • 0,5 • 0,98) = 0,1 кВт. Согласно условия Р3 ≥ РДР3 выбирается асинхронный двигатель. Параметры двигателя M3: по справочнику выбираю трехфазный электрический двигатель для насоса охлаждения типа АИР 50 В2 мощностью Р3= 0,12 кВт; номинальным током I3 = 0,39А; напряжение питающей сети 380 В; частотой f=50 Гц; частотой вращения n = 1325 об/мин; = 63%; соs = 0,75; коэффициент пуска Кпуск.=5 (ПРИЛОЖЕНИЕ 2). Основные параметры выбранных двигателей сведены в табл. 2.1. Таблица 2.1 Технические данные электродвигателей станка
2.2. Проверочный расчет и выбор пускозащитной аппаратуры 2.2.1. Расчет и выбор магнитных пускателей Магнитный пускатель предназначен для длительного включения и отключения потребителей электроэнергии. Контакторы и магнитные пускатели обеспечивают оперативные переключения электрических цепей с частотой до 1200 включений в час. Эти качества сделали их незаменимыми при управлении электродвигателями постоянного и переменного тока. Пускатели осуществляют пуск, остановку, реверс, а также нулевую защиту и защиту электродвигателей от перегрузок встроенными тепловыми реле. Такие пускатели автоматически отключают двигатели при снижении напряжения на 50...60% номинального и при перегрузках (если имеется тепловое реле). Наиболее широкое распространение получили электромагнитные пускатели серии ПМЕ000 и ПАЕ100 сIн от 3,2 до 150 А. Постепенно их заменяют более совершенными пускателями серии ПМЛ000000 с Iн от 10 до 200 А. Расчет и выбор магнитного пускателя осуществляется по 2 условиям: Условие 1. Сила номинального тока пускателя должна быть равна или несколько больше силы номинального тока потребителя (двигателя): Iном.п. Iном.дв. (2.9) Условие 2. Сила номинального тока пускателя должна быть равна или больше шестой части силы пускового тока двигателя: Iном.п.Iпуск. / 6, (2.10) где Iном.п– номинальный ток магнитного пускателя, A; Iном.дв– номинальный ток двигателя, A; Iпуск. =Iном.• Кпуск. – пусковой ток двигателя, А. 2.2.1.1. Выбираю магнитный пускатель КМ2 для двигателя М3 Условие 1. Сила номинального тока пускателя должна быть равна или несколько больше силы номинального тока потребителя (двигателя): Iном.п. Iном.дв3. , где Iном.дв.3= 0,39 А – номинальный ток двигателя, Iном.п. 0,39 А. Выбираю предварительно пускатель 1 величины [4]для которого Iном.п. = 10 А; 10 0,39 А. Условие 2. Сила номинального тока пускателя должна быть равна или больше шестой части силы пускового тока двигателя: Iпуск3 = Iном.дв.3 • Кпуск3 = 0,39 • 5 = 1,95 А; Iном.п. = Iпуск./ 6; 10 1,95/ 6; 10 0,325 А. Как видно пускатель 1 величины условиям коммутации удовлетворяет. Выбираю магнитный пускатель ПМЛ–1140-10А-110АС-УХЛ4-Б-КЭАЗ. Магнитный пускатель ПМЛ–1140 первой величины, нереверсивный. (ПРИЛОЖЕНИЕ 4). 2.2.1.2. Выбираю магнитный пускатель КМ3 для двигателя М1 Условие 1. Сила номинального тока пускателя должна быть равна или несколько больше силы номинального тока потребителя (двигателя): Iном.п.Iном.дв.1, где Iном.дв.1= 15,6А – номинальный ток двигателя, Iном.п. 15,6А. Выбираю предварительно пускатель 1 величины [4] для которого Iном.п. = 16 А; 1615,6 А. Условие 2. Сила номинального тока пускателя должна быть равна или больше шестой части силы пускового тока двигателя: Iном.п. Iпуск. / 6; Iпуск1 = Iном.дв.1• Кпуск1 = 15,6•7 =109,2А; 25 109,2/ 6; 25 18,2 А. Окончательно, по второму условию, выбираем магнитный пускатель 2 величины ПМЛ–2500-25А-110АС-УХЛ4-Б-КЭАЗ. Магнитный пускатель ПМЛ–2500 второй величины, реверсивный. (ПРИЛОЖЕНИЕ 4). 2.2.1.3. Выбираю магнитный пускатель КМ4 для двигателя М2 Условие 1. Сила номинального тока пускателя должна быть равна или несколько больше силы номинального тока потребителя (двигателя): Iном.п.Iном.дв.1, где Iном.дв.2= 0,52 А – номинальный ток двигателя, Iном.п. 0,52 А. Выбираю предварительно пускатель 1 величины [4] для которого Iном.п. = 10А; 10 0,52 А. Условие 2. Сила номинального тока пускателя должна быть равна или больше шестой части силы пускового тока двигателя: Iном.п. Iпуск. / 6; Iпуск2 = Iном.дв.2 • Кпуск2 = 0,52 • 5 = 2,6 А; 10 2,6/ 6; 10 0,43А. Как видно пускатель 1 величины условиям коммутации удовлетворяет. Выбираю магнитный пускатель ПМЛ–1500-10А-110АС-УХЛ4-Б-КЭАЗ. Магнитный пускатель ПМЛ–1500 первой величины, реверсивный (ПРИЛОЖЕНИЕ 4). 2.2.1.4. Выбираю магнитный пускатель КМ1 Определим ток, протекающий через силовые контакты пускателя: в расчете используем мощности, потребляемые катушками пускателей КМ 2, КМ 3 и КМ 4. I1 = Sкм2 + Sкм3+ Sкм4 /U3 = 9,5 + 115 + 9,5 /110 = 1,22 А; где Sкм3 - потребляемая мощность самой мощной катушки пускателя серии ПМЛ при включении, (ПРИЛОЖЕНИЕ 4). Пускатель КМ3 выбран второй величины, поэтому из приложения 4 выбираем мощности Sкм3 = 115 ВА при включении. Sкм2 и Sкм4 - потребляемая мощность катушки пускателя серии ПМЛ при удержании – 9,5 ВА (ПРИЛОЖЕНИЕ 4). Iном.п. 1,22 А. Выбираю предварительно пускатель 1 величины [4] для которого Iном.п. = 10А; 101,22 А. Выбираю магнитный пускатель ПМЛ–1140-10А-110АС-УХЛ4-Б-КЭАЗ. Магнитный пускатель ПМЛ–1140 первой величины, нереверсивный. (ПРИЛОЖЕНИЕ 4). Основные параметры выбранных магнитных пускателей сведены в таблицу 2.2. Таблица 2.2 Технические данные выбранных магнитных пускателей
2.2.2. Расчет и выбор трансформаторов питания цепей управления, местного освещения и сигнализации Маломощные однофазные и трехфазные трансформаторы (автотрансформаторы), применяются для освещения, питания цепей управления, в выпрямителях и в различных электрических аппаратах. Расчет трансформатора T1 начинают с определения его вторичных мощностей. Задаюсь значениями: U1 = 380 В; U2 = 24 В; U3 = 110 В; U4 = 5 В;I2 = 2 A; I4 =1 A. где U1 – напряжение на первичной обмотке трансформатора, В; U2, U3, U4 – напряжение на вторичных обмотках трансформатора, В; I2, I3, I4 – токи во вторичных обмотках трансформатора, А. I3 = Sкм1+Sкм2+Sкм3+Sкм4 /U3= 9,5+ 9,5 + 115 + 9,5 /110 = 1,3 А; (2.11) где Sкм1 - потребляемая мощность самой мощной катушки пускателя серии ПМЛ при включении, (ПРИЛОЖЕНИЕ 5). Пускатель для двигателя М1 выбран второй величины, поэтому из приложения 5 выбираем мощности Sкм3 =115 ВА при включении. Sкм2, Sкм3, Sкм4 - потребляемая мощность катушки пускателя серии ПМЛ при удержании – 9,5 ВА (ПРИЛОЖЕНИЕ 5). На основании заданных нагрузок подсчитываю вторичную полную мощность трансформатора [1], S2 = U2 • I2 + U3 • I3 + U4 • I4, (2.12) где S2 – вторичная полная мощность трансформатора, ВА; S2 = 24 • 2 + 110 • 1,3 + 5 • 1 = 196 ВА. Первичная полная мощность трансформатора определяется по формуле [1] S1 = S2/ , (2.13) где S1 – первичная полная мощность трансформатора, ВА; = 0.94 – КПД трансформатора [1], (для всех трансформаторов) (Приложение 12). S1 = 196 / 0,94 = 208,5 BA. Выбираю трансформатор ОСМ-0.25 мощностью 250 ВА. 2.2.3. Расчет и выбор тепловых реле Тепловые реле предназначены для отключения электроэнергии при протекании через них тока выше допустимой нормы в течении определенного времени. Защита от перегрузок осуществляется при помощи следующих тепловых реле: двухполюсных типа ТРН в пускателях ПМЕ и ПАЕ 0, 1, 2 и 3, однополюсных типа ТРН в пускателях ПАЕ4, 5 и 6 величин и трехфазных типа РТЛ в пускателях ПМЛ. Диапазон регулирования тока уставки реле ТРН и ТРП от 0,75 до 1,25 Iн. Регулировка тока плавная и производится регулятором при повороте валика эксцентрика отверткой (ТРН) или перемещением поводка (ТРП). Шкала регулятора имеет десять делений, по пять делений вправо и влево от нулевой риски. Каждое деление соответствует 5% номинального тока теплового элемента [4]. Выбор и настройку тепловых реле производят в следующем порядке: Среднее значение силы тока теплового элемента реле должно быть равно или немного больше номинального тока защищаемого двигателя Iср.т.э. Iн.дв., (2.14) где Iср.т.э – среднее значение силы тока теплового элемента реле, A; Iн.дв– номинальный ток двигателя, А. При окончательной настройке теплового реле, значение настроенного (округленного) значения не должно выходить за диапазон (1,3-1,5)•Iн.дв. и должно в ходить в диапазон настройки выбранного теплового реле. 2.2.3.1. Выбираю тепловое реле КК1 для двигателя М1 Выбор и настройка тепловых реле производится в следующем порядке: Среднее значение силы тока теплового элемента реле должно быть равно или немного больше номинального тока защищаемого двигателя Iср.т.э.1 Iн.дв.1, где Iср.т.э.1= 21,5 А – среднее значение силы тока теплового элемента реле [4]( ПРИЛОЖЕНИЕ 6); т.е. (18+25) /2 = 21,5 A; 18-25 - это предел регулирования реле, у каждого реле свой предел, см. Приложение 6. Iн.дв.1= 15,6 А – номинальный ток двигателя. 21,5 15,6 А. Выбираю тепловое реле РТЛ–1022О4 с номинальным током реле 25 А. Рекомендуемая величина выбора значения уставки регулятора теплового реле. Iуст1 = Кзап. • Iн.дв.1.1= 1,3 • 15,6= 20,28 А. где Кзап.=1,3 - 1,5. Регулятор реле устанавливаю на значение Iнастр.релеKK1= 21 А (предел регулирования данного реле 18-25А) [4]. (ПРИЛОЖЕНИЕ 6). |