Кааы. Токарный станок электродвигатель электрооборудование
 Скачать 161.5 Kb.
|
|
Введение токарный станок электродвигатель электрооборудование Целью курсового проекта является изучение и выбор электрооборудования токарно-револьверного станка, его частей, схемы управления. По его техническим характеристикам выберем электродвигатели, аппараты защиты, провода для цепи управления и кабели для силовой цепи. Описание принципа работы выбранного электрооборудования и всей схемы управления станка, замена старых обозначений элементов схемы управления. Металлорежущие станки являются распространенными производственными машинами, предназначенными для механической обработки заготовок из металла режущими инструментами. Путем снятия стружки заготовкам придается требуемая форма, размеры и чистота поверхности. На электромашиностроительных заводах механическая обработка занимает значительное место в общем процессе изготовления электрической машины в условиях крупносерийного и массового производства. Развитие вычислительной техники позволило создать высокопроизводительные металлорежущие станки с программным управлением, в том числе с автоматической сменой инструмента. Для металлорежущего оборудования характерно быстрое расширение сферы применения числового программного управления с использованием микропроцессорной техники. Электрооборудование металлорежущих станков постоянно совершенствуется благодаря использованию более новых электрических аппаратов управления, защиты, преобразователей, полупроводниковых приборов и элементов. 1. Состав и краткая техническая характеристика станка Токарно-револьверные станки предназначены для обработки деталей из прутков или штучных заготовок. На них возможно выполнение почти всех видов токарных работ. Детали, подлежащие обработке на токарно-револьверных станках, имеют несколько обрабатываемых поверхностей, что определяет необходимость много инструментальной наладки. Револьверная головка позволяет осуществить такую наладку, так как имеет несколько гнезд для крепления державок с инструментом. В державке, в свою очередь, может быть установлено также несколько инструментов. Сочетание поперечного суппорта с револьверной головкой дает возможность обрабатывать несколько поверхностей детали одновременно. Токарно-револьверные станки снабжены устройствами для сокращения вспомогательного времени при выполнении операции: командоаппаратами или упорами, которые осуществляют автоматическое переключение частот вращения шпинделя и подач, устройством для поворота револьверной головки и т. д. Токарно-револьверные станки разделяют на две группы: с вертикальной осью вращения револьверной головки и с горизонтальной осью вращения револьверной головки (табл. 12). Токарно-револьверные станки с горизонтальной осью револьверной головки применяют главным образом при обработке деталей из прутка, а также штучных заготовок небольшого размера. Станки имеют револьверную головку барабанного типа, ось вращения которой параллельна оси шпинделя и смещена относительно ее. Револьверная головка имеет продольную и поперечную (круговую) подачи, поэтому подобные станки не имеют поперечного суппорта. На станке можно производить много инструментальную наладку для точения, сверления, растачивания, зенкерования, развертывания, нарезания резьбы и других операций. Особенностью станка является наличие командо аппарата с шестнадцатью кулачками, которые при движении или повороте револьверной головки действуют на конечные выключатели, управляют электромагнитными муфтами. Командо аппарат служит для предварительного набора и автоматического управления частотами вращения шпинделя, подачами револьверной головки и периодическим поворотом ее в нужную позицию по заданной программе. Кроме того, станок имеет гидравлический механизм подачи и зажима прутка, копировальную линейку для обработки конических поверхностей и резьбонарезное устройство. 2. Требования к электрооборудованию, принцип действия электрооборудования и систем управления На станке установлены три асинхронных короткозамкнутых двигателя: а) двухскоростной двигатель главного привода М1. б) двигатель зажима и подачи прутка М2. в) двигатель электронасоса М3. Все двигатели питаются напряжением 220/380В. Автоматическое задание частоты вращения шпинделя и величин подач в зависимости от позиции револьверной головки выполняется путем переключения электромагнитных муфт подач и магнитных пускателей двухскоростного асинхронного двигателя главного привода. Схема позволяет осуществлять ручное и автоматическое переключение частоты вращения и подач. Управление частотой вращения шпинделя и подачами производится с помощью электромагнитных муфт Y4, Y5, получающих питание от селенового выпрямителя VD1-4 на 24В, собранного по мостовой схеме, а изменение направления вращения шпинделя - при помощи переключателя SA2. Выбор режимов работы осуществляется при помощи переключателя режимов работы SA3. Для работы схемы в режиме ручного управления переключатель SA3 ставят в положение «ручной». Переключатели SA2, SA4 иSA1 устанавливают в положения, соответствующие необходимым направлению вращения шпинделя, скорости подачи и частоте вращения. Для устранения неправильных операций и ненормальных режимов работы электрооборудования в принципиальной электрической схеме станка предусмотрены следующие блокировки и защиты: А) контроль правильности выполнения переключений с помощью командоаппарата осуществляется конечными выключателями последнего. Б) Исключается возможность одновременного включения муфты редуктора и муфты низших оборотов редукторов при реверсе путем соответствующего включения в схеме цепочек, содержащих контакты переключателя режимов работы SA3 и магнитного пускателя КМ8. В) защита электродвигателей от перегрузки осуществляется тепловыми реле КК1 - КК3. Г) защита электрооборудования станка от коротких замыканий осуществляется плавкими предохранителями FU1 - FU3. Нулевая защита обеспечивается отключением магнитных пускателей при снижении напряжения сети ниже 0,85 номинального. Д) для улучшения условий работы контактов конечных выключателей параллельно катушкам электромагнитных муфт для замыканий противо-э.д.с. включены цепочки состоящие из разрядных резисторов и диодов. 3. Расчет мощности и выбор электродвигателей Надёжность работы и длительность эксплуатации электродвигателей во многом зависит от того, в какой мере тип и исполнение его соответствует условиям среды помещения. В зависимости от категории помещения по условиям окружающей среды в данном курсовом проекте будем использовать электродвигатели со степенью защиты IP44. Выбираем двухскоростной двигатель главного привода М1. Мощность электродвигателя рассчитываем по формуле:   Мощность на валу электродвигателя определяется по формуле:   Выбираем двигатель электронасоса М3. Мощность электродвигателя рассчитываем по формуле:   Данные двигателей заносим в таблицу 3.1 Таблица 3.1- Технические характеристики электродвигателя
Выбираем двигатель зажима и подачи прутка М2. Мощность электродвигателя рассчитываем по формуле:   4. Расчет и выбор электрических аппаратов и элементов электрической схемы Выбор электрических аппаратов необходимо производить после определения тока, протекающего в отдельных цепях схемы установки. Ток, протекающий в силовой цепи, определяется электродвигателями, исполнительными устройствами, лампами освещения, сигнализации и т.д. Выбор аппаратов производим по таблицам с методического пособия по выполнению курсового проекта по электрооборудованию. Определяем ток электродвигателей по формуле:  где, Pн- номинальная мощность электродвигателя, кВт; U-напряжение, В;  - коэффициент полезного действия;По формуле 4.1 определяем номинальные токи электродвигателей установки: . Номинальный ток двигателя главного привода М1:  . Номинальный ток двигателя маслонасоса М2:  . Номинальный ток двигателей М3:  Выбор электромагнитных пускателей Электромагнитные пускатели необходимо выбирать только для управления силовыми нагрузки. Номинальный ток для выбора электромагнитных пускателей:   Рабочее напряжение катушек пускателей 220В. Выбираем магнитные пускатели со степенью защиты IP20. Расчетные данные заносим в таблицу 4.1 Таблица 4.1 - Выбранные электромагнитные пускатели
Выбор ламп местного освещения Выбор элементов сигнализации и местного освещения производиться по следующим условиям: . величины рабочего напряжения (должно соответствовать напряжению цепей, в которых установлена лампа); . выполняемых функций (размер, цвет лампы, излучаемый световой поток); . экономичность (минимальное потребление электрической энергии) Исходя из этих условий, выбираем лампу МО36-25. Данные заносим в таблицу 4.2. Таблица 4.2 - Выбор ламп местного освещения
Расчет токов в цепях управления Для определения тока, протекающего в цепи управления, необходимо знать мощность катушки. Мощность катушек реле определяется по справочным данным. Ток цепи управления рассчитывается по следующей формуле:  где ΣРКМ - суммарная мощность катушек, находящихся в данной цепи управления, Вт; UЦ.У. - напряжение цепи управления, В. Ток цепи управления рассчитываем по формуле:   Выбор электрических аппаратов К аппаратам управления относятся кнопки управления, выключатели, переключатели и путевые выключатели. Выбор этих аппаратов производится: - по номинальному напряжению сети; - по длительному расчетному току цепи; - по числу коммутируемых цепей управления. По данным условиям выбираем кнопки типа КЕО, данные заносим в таблицу 4.4. Таблица 4.4- Характеристики кнопок
Выбор переключателей В схеме имеются переключатели S1 - S5. По расчетному току выбираем переключатели типа ПЕ011 открытого исполнения с рукояткой на два положения, номинальным током 10 А, что удовлетворяет условию (6.3). А так же переключатели SA1-SA4. По расчетному току выбираем переключатели типа ПКУ3-В-1-У3 открытого исполнения с рукояткой на пять положений, номинальным током 10 А. Данные заносим в таблицу 4.5. Таблица 4.5 - Характеристики переключателей
Выбор теплового реле Реле предназначено для обеспечения защиты электродвигателей от токовых перегрузок недопустимой продолжительности. Они также обеспечивают защиту от не симметрии токов в фазах и от выпадения одной из фаз. Выпускаются электротепловые реле с диапазоном тока от 0.1 до 86 А. Реле РТЛ могут устанавливаться как непосредственно на пускатели ПМЛ, так и отдельно от пускателей. Разработаны и выпускаются реле РТЛ и клеммникиКРЛ которые имеют степень защиты ІР20 и могут устанавливаться на стандартную рейку. Номинальный ток контактов равен 10 А. Определяем ток тепловогорасцепителя по формуле Iн.теп.расц ≥ 1,2∙Iрасч.дв 10А ≥ 8А Выбираем реле серии РТЛ100604 на номинальный ток 10А. Аналогично производим расчеты для оставшихся аппаратов защиты, результаты заносим в таблицу 4.5. Таблица 4.5 - Выбор теплового реле
Расчет и выбор аппаратов защиты Защита электродвигателей и электрической сети осуществляется от коротких замыканий и перегрузки. Защита от коротких замыканий выполняется обязательно для всех электродвигателей и электрических сетей. Так как в данной схеме используются автоматические выключатели то выбор производиться по следующим условиям: Iном.расц.>= ΣIном. дв Ток уставки электромагнитного расцепителя (отсечки) или электромагнитного элемента комбинированного расцепителя с учетом неточности срабатывания расцепителя и отклонений действительного пускового тока от каталожных данных выбирается из условия Iуст.эл.магн. >= 1,25Iпуск где Iпуск.- пусковой ток двигателя. Для группы двигателей:  Производим расчет для вводного выключателя QF1 для этого необходимо просуммировать токи двигателей и цепи управления. Производим проверку срабатывания электромагнитного расцепителя для этого необходимо просуммировать максимальный пусковой ток электрооборудования и номинальные токи всех остальных элементов схемы. Выбираем автомат АЕ2053ММ 100/40с отсечкой I/Iн: 3 Производим расчет для выключателей двигателя М2, QF2 и соответственно, по формуле 5.1. Данные расчета заносим в таблицу 5.1. Таблица 5.1 - Выбор аппаратов защиты
5. Расчет и выбор проводов и кабелей Сечение проводов и жил кабелей выбирается по допустимым токовым нагрузкам, потере напряжения и механической прочности. Расчетный ток, должен приниматься как большее значение тока, определяемое двумя условиями: нагревом проводников длительным током и соответствием выбранному аппарату защиты, т. е. допустимым отношением (кратностью) номинального тока или тока срабатывания защитного аппарата к длительно допустимому току проводов и кабелей. Условия нагрева проводов длительным расчетным током: Iдлит. доп. ≥ Iрасч Условие соответствия выбранному аппарату защиты: Iдлит. доп. ≥ Кз∙Iз где Iдлит. доп. - допустимый длительный ток для провода или кабеля при нормальных условиях прокладки, определяемый по справочным таблицам допустимых токовых нагрузок на провода и кабели; расч - длительный расчетный ток линии;з - номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата; Кз - кратность допустимого длительного тока для провода или кабеля по отношению к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата. Выберем кабель для силовой цепи : длит. доп≥ 29,5А.длит. доп ≥  1А.Из условия выбираем кабель ВВГ - 4×6 мм2 Выберем провод для цепей управления: длит. доп. ≥ 0,5А. Из условия выбираем провод ПВ1 - 1×1.5 мм2. 6. Структурная схема электрооборудования станка Схема структурная определяет основные функциональные части электрооборудования, их назначение и взаимосвязи и служит для общего ознакомления с разрабатываемой установкой. На структурной схеме раскрывается не принцип работы отельных функциональных частей, а только взаимодействие между ними. Поэтому составные части изображены упрощенно в виде прямоугольников произвольной формы. Графическое построение схемы даёт наглядное представление о последовательности взаимодействия функциональных частей в электрооборудовании установки. На линиях взаимодействия стрелками обозначается направление хода процессов, происходящих в схеме. 7. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||