Универсальный круглошлифовальный станок 3В10А

• Название: Универсальный круглошлифовальный станок 3В10А
• Дата: 28.04.2023
• Размер: 3.5 Mb.
• Имя файла: 1955813.rtf
• Тип: Диплом; #1096653
• страница: 2 из 3

2.2 Выбор питающего напряжения и рода тока

Станок выпускается с электрооборудованием на напряжение 220/380 В частотой 50 Гц в силовой цепи.

Цепь управления питается переменным напряжением 110 В через понижающий трансформатор.

Станок оборудован местным освещением с переменным напряжением 24 В.
2.3 Выбор электродвигателей и их проверка
Выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором для внутреннего шлифования М1 и шлифовального кругаМ3 серии АИР.

Тип двигателя: АИР 71 A2.

Для выбранного двигателя из справочника [6] выписываем паспортные данные:

Рн - номинальная мощность, кВт; Рн = 0,75 кВт;

n₀ – синхронная частота вращения, об/мин; n₀ = 3000 об/мин;

S_н - номинальное скольжение; S_н = 4%;

η_н – номинальный КПД ; η_н = 79%;

cosφ – номинальный коэффициент мощности; cosφ = 0,8;

К1 = Мmax/Mн – кратность максимального момента; К1 = 2,7;

К2 = Мп/Мн – кратность пускового момента; К2 = 2,6;

К3 = Мmin/Mн – кратность минимального момента; К3 = 1,6;

К4 = Iп/Iн – кратность пускового тока; К4 = 6.

Для проверки выбранного двигателя:

Номинальная частота вращения, об/мин


n_H = 3000∙(1-0,04) = 2880 (об/мин)
Номинальная скорость, рад/с
ω_н = ∙ n_н / 30

ω_н = 3,14∙ 2880 /30 = 301 (рад/с).
Номинальный и максимальный моменты двигателя, Н∙м




M_н = 0,75∙1000/301 = 2,5 (Н∙м)

М_max = 2,7∙2,5 = 6,7 (Н∙м)
Значение пускового момента, Н∙м


М_П = 2,6∙2,5 = 6,5 (Н∙м)
Величина статического момента, Н∙м


М_с = 0,62∙1000/301 = 2 (Н∙м)
Для проверки двигателя на перегрузочную способность необходимо выполнить условие
М ≤ 0,8·М ,
где М - максимальный статический момент.
2 Н∙м ≤ 0,8·6,7 Н∙м

2 Н∙м< 5,36 Н∙м
Для проверки двигателя по условиям пуска необходимо выполнить условие
М_п ≥ М_с

6,5 Н∙м ≥ 2 Н∙м
Выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором для привода генератора М2.

Тип двигателя: АИР90L2.

Для выбранного двигателя из справочника [6] выписываем паспортные данные:

Рн - номинальная мощность, кВт; Рн = 3 кВт;

n₀ – синхронная частота вращения, об/мин; n₀ = 3000 об/мин;

Ток 6,5 А

S_н - номинальное скольжение; S_н = 5,4%;

η_н – номинальный КПД; η_н = 84,5%;

cosφ – номинальный коэффициент мощности; cosφ = 0,85;

К4 = Iп/Iн – кратность пускового тока; К4 = 7.

Выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором для шлифовального круга М3.

Тип двигателя: АИР71А2

Для выбранного двигателя из справочника [6] выписываем паспортные данные:

Рн - номинальная мощность, кВт; Рн = 0,75 кВт;

n₀ – синхронная частота вращения, об/мин; n₀ = 3000 об/мин;

S_н - номинальное скольжение; S_н = 4%;

η_н – номинальный КПД ; η_н = 79%;

cosφ – номинальный коэффициент мощности; cosφ = 0,8;

К1 = Мmax/Mн – кратность максимального момента; К1 = 2,7;

К2 = Мп/Мн – кратность пускового момента; К2 = 2,6;

К3 = Мmin/Mн – кратность минимального момента; К3 = 1,6;

К4 = Iп/Iн – кратность пускового тока; К4 = 6.

Для проверки выбранного двигателя:

Номинальная частота вращения, об/мин (4)

n_H = 3000∙(1-0,04) = 2880 (об/мин)

Номинальная скорость, рад/с (5)

ω_н = 3,14∙ 2880 /30 = 301 (рад/с).

Номинальный и максимальный моменты двигателя, Н∙м (6), (7)

M_н = 0,75∙1000/301 = 2,5 (Н∙м)

М_max = 2,7∙2,5 = 6,7 (Н∙м)

Значение пускового момента, Н∙м (8)

М_П = 2,6∙2,5 = 6,5 (Н∙м)

Величина статического момента, Н∙м (9)

М_с = 0,62∙1000/301 = 2 (Н∙м)

Для проверки двигателя на перегрузочную способность необходимо выполнить условие (10)
2 Н∙м< 5,36 Н∙м
Для проверки двигателя по условиям пуска необходимо выполнить условие (11)
6,5 Н∙м ≥ 2 Н∙м
Выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором для насосов смазки и гидравлики М4.

Тип двигателя: АИР71А4.

Для выбранного двигателя из справочника [6] выписываем паспортные данные:

Рн - номинальная мощность, кВт; Рн = 0,55 кВт;

n₀ – синхронная частота вращения, об/мин; n₀ = 1500 об/мин;

Ток 1,7 А;

S_н- номинальное скольжение; S_н = 9,7%;

η_н – номинальный КПД ; η_н = 71%;

cosφ – номинальный коэффициент мощности; cosφ = 0,71;

К4 = Iп/Iн – кратность пускового тока; К4 = 5.

Выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором для магнитного сепаратора М5.

Тип двигателя: АИР56А4.

Для выбранного двигателя из справочника [6] выписываем паспортные данные:

Рн - номинальная мощность, кВт; Рн = 0,12 кВт;

n₀ – синхронная частота вращения, об/мин; n₀ = 1500 об/мин;

Ток 0,5 А;

η_н – номинальный КПД ; η_н = 57%;

cosφ – номинальный коэффициент мощности; cosφ = 0,66;

К4 = Iп/Iн – кратность пускового тока; К4 = 5.

Выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором для продергивания М6.

Тип двигателя: АИР56А4.

Для выбранного двигателя из справочника [6] выписываем паспортные данные:

Рн - номинальная мощность, кВт; Рн = 0,12 кВт;

n₀ – синхронная частота вращения, об/мин; n₀ = 1500 об/мин;

Ток 0,5 А;

η_н – номинальный КПД ; η_н = 57%;

cosφ – номинальный коэффициент мощности; cosφ = 0,66;

К4 = Iп/Iн – кратность пускового тока; К4 = 5.

Выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором для насоса охлаждения М7.

Тип двигателя: АИР56А2.

Для выбранного двигателя из справочника [6] выписываем паспортные данные:

Рн - номинальная мощность, кВт; Рн = 0,18 кВт;

n₀ – синхронная частота вращения, об/мин; n₀ = 3000 об/мин;

S_н- номинальное скольжение; S_н = 9,7%;

η_н – номинальный КПД ; η_н = 65%;

cosφ – номинальный коэффициент мощности; cosφ = 0,78;

К1 = Мmax/Mн – кратность максимального момента; К1 = 2,2;

К2 = Мп/Мн – кратность пускового момента; К2 = 2;

К3 = Мmin/Mн – кратность минимального момента; К3 = 1,2;

К4 = Iп/Iн – кратность пускового тока; К4 = 5.

Для проверки выбранного двигателя:

Номинальная частота вращения, об/мин (4)

n_H = 3000∙(1-0,097) = 2709 (об/мин)

Номинальная скорость, рад/с (5)

ω_н = 3,14∙ 2709 /30 = 283,5 (рад/с).

Номинальный и максимальный моменты двигателя, Н∙м (6), (7)

M_н = 0,18∙1000/283,5 = 0,63 (Н∙м)

М_max = 2,2∙0,63 = 1,4 (Н∙м)

Значение пускового момента, Н∙м (8)

М_П = 2∙0,63 = 1,26 (Н∙м)

Величина статического момента, Н∙м (9)

М_с = 0,119∙1000/283,5 = 0,42 (Н∙м)

Для проверки двигателя на перегрузочную способность необходимо выполнить условие (10)
0,42 Н∙м< 1,15 Н∙м
Для проверки двигателя по условиям пуска необходимо выполнить условие (11)
1,26 Н∙м ≥ 0,42 Н∙м
Выбираем электродвигатель постоянного тока на напряжение 110 В для бабки изделия М8 и электродвигателя стола М9. Тип двигателя: П11М.

Для выбранного двигателя из справочника [6] выписываем паспортные данные:

Рн - номинальная мощность, кВт; Рн = 0,29 кВт;

n₀ – синхронная частота вращения, об/мин; n₀ = 3000 об/мин;

Ток равен 4,05 А.

2.4 Расчет и построение механических характеристик выбранных двигателей
Привод внутреннего шлифования М1:

Уравнение механической характеристики имеет вид:

Критическое скольжение определяются по формуле:


= 0,21
Угловая скорость определяются по формуле, рад/с

где - скорость идеального холостого хода, рад/с.

= 314 рад/с



Задаваясь значением s в пределах (0 ÷1,0)∙рассчитываются зависимости М = f(s), . Результаты вычисления заносятся в таблицу 1.
Таблица 1

Параметры естественной характеристики двигателя М1

s	0	0,02	0,04	0,21	0,4	1
ω, рад/с	314	308	301	248	188	0
М, Н∙м	0	1,26	2,46	6,7	2,42	6,5

По полученным данным строится естественная механическая характеристика

______________________________


Рис. 4. Естественная механическая характеристика М1

Для построения естественной механической характеристика асинхронного двигателя шлифовального круга М3 используем выражения (12) - (15). Определяем критическое скольжение:

= 0,21

Определяем угловую скорость:

= 314 рад/с.

Задаваясь значением s в пределах (0 ÷1,0) рассчитываются зависимости М = f(s), .

Результаты вычисления заносим в таблицу 2.
Таблица 2

Параметры естественной характеристики двигателя М3

s	0	0,02	0,04	0,21	0,4	1
ω, рад/с	314	308	301	248	188	0
М, Н∙м	0	1,26	2,46	6,7	2,42	6,5

По полученным данным строим естественную механическую характеристику

__________________________



М_Н



Рис. 5. Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя шлифовального круга
Для построения естественной механической характеристика асинхронного двигателя насоса охлаждения используем выражения (12) - (15).

Определяем критическое скольжение:

= 0,4.

Определяем угловую скорость:

= 314 рад/с.

Задаваясь значением s в пределах (0 ÷1,0)∙рассчитываются зависимости М = f(s), . Результаты вычисления заносим в таблицу 3.
Таблица 3

Параметры естественной характеристики двигателя

s	0	0,048	0,097	0,4	0,7	1
ω, рад/с	314	299	283	188	94	0
М, Н∙м	0	0,33	0,64	2,8	1,2	1,26

По полученным данным строим естественную механическую характеристику

_________________________


Рис. 6. Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя насоса охлаждения
2.4 Выбор аппаратуры и трансформаторов управления
Рассчитываем номинальный ток [5, с. 16], для электроприемников, А по выражению:
I = I = (16)
Электродвигатель внутреннего шлифования М1:

(А)

Привод шлифовального круга М3:

(А)

Привод насоса охлаждения М7:

(А)

Для приводов М2, М4, М5, М6, М8, М9 используются паспортные данные:

Привод генератора М2 ток равен 6,5 А;

Привод насоса смазки и гидравлики М4 ток равен 1,7 А;

Привод магнитного сепаратора М5 ток равен 0,5 А;

Привод продергивания М6 ток равен 0,5 А;

Привод бабки изделия М8 ток равен 4,05 А;

Привод стола М9 ток равен 4,05 А.

Выбор аппаратов управления осуществляется по формуле: I_П >I_Н

Для приводов М3, М4, М5, М6, М7, М8, М9.

Номинальный ток пускателя КМ1:

I_П ≥ 6,5+1,8+1,7+0,5+0,5+4,05+4,05 = 19,1 (А)

Выбираем пускатель по справочнику [6, с 26]: ПМЛ1200, I_н = 25 А.

Для привода шлифовального круга М3 (КМ2): I_П ≥ 1,8 (А)

Выбираем пускатель по справочнику [6, с 26]: ПМЛ1100, I_н = 10 А

Для привода генератора М2 (КМ3): I_П ≥ 6,5 (А)

Выбираем пускатель по справочнику [6, с 26]: ПМЛ1100, I_н = 10 А

Для приводов М7, М8, М9 (КМ4):

I_П ≥ 0,54+4,05+4,05 = 8,64 (А)

Выбираем пускатель по справочнику [6, с 26]: ПМЛ1100, I_н = 10 А

Для привода продергивания М6 (КМ5): I_П ≥ 0,5 (А)

Выбираем пускатель по справочнику [6, с 26]: ПМЛ1100, I_н = 10 А

Выбор трансформаторов управления.

Применение малых напряжений – самая лучшая защита от воздействия электрического тока

Понижающие трансформаторы небольшой мощности выпускаются как для установки на станках, так и переносные

Понижающие трансформаторы для цепей управления, местного освещения и сигнализации следует устанавливать в местах, защищенных от попадания пыли, воды и масла (в шкафах управления, нишах). Трансформаторы должны быть установлены так, чтобы не могло произойти случайных прикосновений обслуживающего персонала к токоведущим частям. Трансформаторы нужно заземлять медным проводом сечением не менее 2,5 мм. Крепление трансформатора не освобождает от необходимости присоединения заземляющего провода [7, с. 83].

Номинальная мощность трансформатора Sн (ВА) в продолжительном режиме должна быть не меньше суммарной мощности потребляемой аппаратами при их одновременном включенном (рабочем) состоянии:
Sн≥∑Sр
где ∑Sр - суммарная мощность потребляемая аппаратами при их одновременном включении: Sн≥ 185 (Вт)

Выбираем трансформатор серии ТБС-310Т, Sн = 200 ВА на напряжение 380/110/24 В.
2.5 Выбор защитной аппаратуры
В качестве защитной аппаратуры применяется автоматический воздушный выключатель – для защиты от короткого замыкания, тепловое реле – для защиты от перегрузки.

Номинальный ток срабатывания электромагнитного расцепителя автоматического выключателя QF1:
I_эл ≥ 1,25∙ I_дл

I_эл ≥ 1,25∙(1,8+6,5+1,8+1,7+0,5+0,5+0,54+4,05+4,05) = 21,8 (А)
Ток срабатывания комбинированного теплового расцепителя автоматического выключателя
I_ср.эл. >1,2 I_п

I_ср.эл. >1,2∙(7∙6,5+1,8+1,8+1,7+0,5+0,5+0,54+4,05+4,05) = 67,7 (А)
По справочнику [1] выбираем автоматический выключатель AE2036 на
I _н = 25 А, I _расц = 25 А, I _сраб = 300 А.

I_ср.эл. = 12∙I_н

I_ср.эл. = 12∙ 25 = 300 (А)
Номинальный ток нагревательного элемента теплового реле М1 определяется по выражению:
I_т > 1,15 I_дл

I_т ≥ 1,15·1,8 = 2,1 А
По справочнику [1] выбирается тепловое реле РТЛ с параметрами I_н = 3,4 А, диапазон несрабатывания тока D = (0,75÷1,25) I_н.

Аналогично по выражению (20) проведем выбор теплового реле для остальных электродвигателей.

Для электродвигателя М2 по (20):

I_т ≥ 1,15·6,5 = 7,5 А

По справочнику [1] выбирается тепловое реле РТЛ с параметрами I_н = 8,5 А, диапазон несрабатывания тока D = (0,75÷1,25) I_н.

Для электродвигателя М3 по (20):

I_т ≥ 1,15·1,8 = 2,1 А

По справочнику [1] выбирается тепловое реле РТЛ с параметрами I_н = 3,4 А, диапазон несрабатывания тока D = (0,75÷1,25) I_н.

Для электродвигателя М4 по (20):

I_т ≥ 1,15·1,7 = 1,95 А

По справочнику [1] выбирается тепловое реле РТЛ с параметрами I_н = 2,05 А, диапазон несрабатывания тока D = (0,75÷1,25) I_н.

Для электродвигателя М5 и М6 по (20):

I_т ≥ 1,15·0,5 = 0,58 А

По справочнику [1] выбирается тепловое реле РТЛ с параметрами I_н = 0,8 А, диапазон несрабатывания тока D = (0,75÷1,25) I_н.

Для электродвигателя М7 по (20):

I_т ≥ 1,15·2 = 2,3 А

По справочнику [1] выбирается тепловое реле РТЛ с параметрами I_н = 3,4 А, диапазон несрабатывания тока D = (0,75÷1,25) I_н.
2.6 Выбор питающих проводов и кабелей

круглошлифовальный электрооборудование напряжение ток

Сечение проводов и кабелей для напряжения до 1000 В по условию

нагрева определяется по справочнику [3, с 36] в зависимости от расчетного значения длительно допустимой токовой нагрузки из выражения:
,
где I_дл – ток расчетной длительной нагрузки,

I_н – номинальный ток, для электроприемников, имеющих в установке одиночный асинхронный двигатель.

Сечение провода уточняется в соответствии с выбранными аппаратами защиты:



Для всего станка:
(А)

Но с учетом аппарата защиты I_доп ≥ 25 А

Марка проводов выбирается из справочника [3, с 36].

Выбран провод марки ПВ3 4(1×6) I_доп = 40 (А)
2.7 Разработка и описание схемы электрической принципиальной
Полуавтоматический режим работы с прибором активного контроля.

Для подготовки работы необходимо:

- подключить к источнику питания лампу местного освещения ЛО с помощью штепсельного соединения 2РШ;

- автоматический выключатель АС поставить в положение «включен»;

- переключатель режимов ПР поставить в положение «реверс»;

- выключатель прибора активного контроля поставить в положение «включен»;

- при работе со шпинделем подключить к источнику питания электрошпиндель с помощью штепсельного разъема IРШ;

- переключатель ВС (выключатель стола) поставить в положение «включен».

Получают питание трансформаторы управления.

Чтобы пустить станок, необходимо замкнуть автоматический выключатель QF и затем поочередно нажать кнопки SB1 и SB3.

При нажатии кнопки SB1, через контакты пускателя КМ1, происходит пуск электродвигателей шлифовального круга, гидронасоса и насоса охлаждения, а при нажатии кнопки SB3, срабатывании пускателя КМ3, через контакты пускателя КМ2 - включение электродвигателя изделия.

Предусмотрен толчковый режим (проворот изделия), для этого следует нажать кнопку SB2 и на время нажатия кнопки получает питание пускатель КМ2, который подключает двигатель изделия.

Отключение всех электродвигателей производится кнопкой SB4.

На станке предусмотрены два режима управления работой - полуавтоматический и ручной.

При полуавтоматическом режиме контакты выключателя SA1 замкнуты. Быстрый подвод шлифовальной бабки осуществляется от рукоятки.

При окончании врезания упор механизма воздействует на микропереключатель SQ, замыкающий контакт которого замкнется, электромагнит YA получит питание через реле KM4 и переключит золотник гидросистемы; произойдет отвод шлифовальной бабки от изделия.

При ручном режиме работы контакты выключателя SA1 разомкнуты и отвод шлифовальной бабки не происходит. Быстрый отвод шлифовальной бабки в этом случае осуществляется рукояткой.

Защита

Защита электрооборудования станка от коротких замыканий осуществляется автоматическим выключателем QF, и плавкими предохранителями FU1, FU2, FU3, FU4, FU5, FU6, а защита электродвигателей от перегрузок - тепловыми реле KK1, KK2, KK3, KK4, KK5, KK6. Тепловые реле имеют ручной возврат.