Электрооборудование кругло-шлифовального станка. КП Попов Кругло-шлиф станок. 1. 2 Выбор наиболее современных электродвигателей для электроустановок промышленного назначения
 Скачать 0.53 Mb.
|
Введение Фрезерные станки — группа металлорежущих станков классифициру - ющихся по виду обработки. Фрезерные станки предназначены для обработки с помощью фрезы плоских и фасонных поверхностей, тел вращения, зубчатых колёс и т. п. металлических и других заготовок. При этом фреза, закрепленная в шпинделе фрезерного станка, совершает вращательное (главное) движение, а заготовка, закреплённая на столе, совершает движение подачи прямолинейное или криволинейное (иногда осуществляется одновременно вращающимся инструментом). Управление может быть ручным, автоматизированным или осуществляться с помощью системы ЧПУ. Во фрезерных станках главным движением является вращение фрезы, а движение подачи — относительное перемещение заготовки и фрезы. Вспомогательные движения необходимы в станке для подготовки процесса резания. К вспомогательным движениям относятся движения, связанные с настройкой и наладкой станка, его управлением, закреплением и освобождением детали и инструмента, подводом инструмента к обрабатываемым поверхностям и его отводом; движения приборов для автоматического контроля размеров и т. д. Вспомогательные движения можно выполнять на станках как автоматически, так и вручную. На станках- автоматах все вспомогательные движения в определенной последовательности выполняются автоматически. Объектом курсового проектирования является проектирование электрооборудования промышленных объектов. Целью курсового проекта является освоение навыков проектирования электрооборудования копировально-фрезерного станка. Мероприятия курсового проекта нацелены на решение следующих задач: дать краткую характеристику объекта; выбор, характеристика и принцип действия конструктивных элементов объекта; выбор, характеристика и принцип действия конструктивных элементов объекта; выполнить расчет мощности и выбор электродвигателей объекта; выбрать и описать принцип действия электрической схемы управления; выполнить расчет и выбор электрических аппаратов и элементов схемы; выполнить расчет параметров и выбор аппаратов защиты выполнить расчет и выбор проводов и кабелей описать мероприятия по предупреждению несчастных случаев на производстве; описать организационные и технические мероприятия по безопасному проведению работ в электроустановках напряжением до 1000; описать противопожарные мероприятия. 1 Общая часть 1.1 Выбор конструкции и общая характеристика объекта Фрезерные станки — группа металлорежущих станков классифициру - ющихся по виду обработки. Фрезерные станки предназначены для обработки с помощью фрезы плоских и фасонных поверхностей, тел вращения, зубчатых колёс и т. п. металлических и других заготовок. При этом фреза, закрепленная в шпинделе фрезерного станка, совершает вращательное (главное) движение, а заготовка, закреплённая на столе, совершает движение подачи прямолинейное или криволинейное (иногда осуществляется одновременно вращающимся инструментом). Управление может быть ручным, автоматизированным или осуществляться с помощью системы ЧПУ. Во фрезерных станках главным движением является вращение фрезы, а движение подачи — относительное перемещение заготовки и фрезы. Вспомогательные движения необходимы в станке для подготовки процесса резания. К вспомогательным движениям относятся движения, связанные с настройкой и наладкой станка, его управлением, закреплением и освобождением детали и инструмента, подводом инструмента к обрабатываемым поверхностям и его отводом; движения приборов для автоматического контроля размеров и т. д. Вспомогательные движения можно выполнять на станках как автоматически, так и вручную. На станках- автоматах все вспомогательные движения в определенной последовательности выполняются автоматически. Фрезерные станки бывают различных типов: универсальные — с поворотным столом; горизонтально-фрезерные консольные станки (с горизонтальным шпинделем и консолью); широкоуниверсальные — с дополнительными фрезерными головками; широкоуниверсальные инструментальные станки — с вертикальной рабочей плоскостью основного стола и поперечным движением шпиндельных узлов; вертикально-фрезерные станки (с вертикальным шпинделем); в том числе консольные; бесконсольные (называемые также с крестовым столом); с передвижным порталом; копировально-фрезерные станки; фрезерные станки непрерывного действия, в том числе карусельно-фрезерные; барабанно-фрезерные. Фрезы относятся к режущему инструменту. Основной функцией фрезы является проведение таких работ как обработка плоскостей, фасонных поверхностей, уступов, пазов, отрезки, прорезки, нарезания зубьев и резьбы. Процесс резания происходит за счет вращения многолезвийного тела фрезы с зубьями, предназначенными для проведения фрезерования. В процессе фрезерования в контакте с обрабатываемой поверхностью находится, как правило, несколько зубьев, которые снимают стружку переменной толщины. Материалом, из которого изготавливается режущая часть фрезы, служит твёрдые сплавы, быстрорежущая сталь, минералокерамика, массив кардной проволоки либо алмаз. Фрезерный вертикальный станок модели 654 имеет следующие движения: вращение шпинделя; продольную и поперечную подачи стола; вертикальную подачу шпиндельной бабки; быстрый продольный и поперечный ход стола; быстрое перемещение шпиндельной бабки; осевое ручное перемещение шпинделя. Привод стола в продольном и поперечном направлениях и вертикальное перемещение шпиндельной бабки осуществляются от одной коробки подач, смонтированной на задней стенке станины. 1.2 Выбор наиболее современных электродвигателей для электроустановок промышленного назначения В электроустановках промышленного назначения наиболее широко применятся асинхронные двигатели. Основной и массовой серией асинхронных двигателей, рекомендуемой для электроприводов промышленных установок, является серия «4А». К электрическим модификациям данной серии двигателей относятся асинхронные двигатели с повышенным пусковым моментом, с повышенным номинальным скольжением и многоскоростные. Для асинхронных двигателей применяется следующая структура условных обозначений, состоящая условных обозначений, состоящая из восьми групповых знаков: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, где 1 – серия; 2 – исполнение по способу защиты (IP23, IP24); 3 – исполнение по материалу станины и щитов (А – алюминиевые, Х – станина алюминиевая, щиты чугунные или наоборот); 4 – высота оси вращения; 5 – код установочного размера по длине станины (S – меньший, M – средний, L – больший); 6 – код длины сердечника (A – меньшая при сохранении установочного размера, B – большая при сохранении установочного размера); 7 – число полюсов; 8 – климатическое исполнение и категория размещения. Условное обозначение степени защиты электрических машин: IP, 1, 2, где IP – две прописные буквы латинского алфавита (International Protection); 1 – степень защиты обслуживающего персонала от соприкосновения с токоведущими и вращающимися частями электротехнических изделий и от попадания твердых тел внутрь корпуса; 2 – защита от проникновения внутрь оболочки пальцев или предметов длиной не более 80 мм и от проникновения твердых тел размером свыше 12 мм; 4 – защита от проникновения внутрь оболочки проволоки и от проникновения твердых тел размеров более 1 мм; 5 – проникновение внутрь оболочки пыли не предотвращено полностью, однако пыль не может проникнуть в количестве, достаточном для нарушения работы изделия. 2 – степень защиты от проникновения воды: 3 – защита от дождя: дождь, падающий на оболочку под углом 60  от вертикали, не должен оказывать вредного воздействия на изделие;4 – защита от брызг: вода, разбрызгиваемая на оболочку в любом направлении, не должна оказывать вредного воздействия на изделие. Условные обозначение климатического исполнения электрических машин (буквенное): Электрические машины, предназначенные для эксплуатации на суше, реках, озерах для микроклиматических районов: с умеренным климатом – У; с холодным климатом – ХЛ; с влажным тропическим климатом – ТК; с сухим тропическим климатом – ТС; как с сухим, так и влажным тропическим климатом – Т; общеклиматическое исполнение на суше – О. Электрические машины, предназначенные для эксплуатации в макроклиматических районах с морским климатом: с умеренно холодным – М; с морским тропическим климатом на судах каботажного плавания – ТМ, неограниченного работаю плавания – ОВ. Электрические машины, предназначенные для всех макроклиматических районов на суше и на море – В. Условные обозначения категории размещения электрических машин (цифровое). Для эксплуатации на открытом воздухе – 1. Для эксплуатации на открытом воздухе или в помещениях, где колебания температуры и влажности воздуха несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе (отсутствие прямого воздействия солнечной радиации и атмосферных осадков) – 2. Для эксплуатации в закрытых помещениях с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий – 3. Для эксплуатации в помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями (например, в закрытых отапливаемых производственных помещениях) – 4. Для эксплуатации в помещениях с повышенной влажностью (например, в неотапливаемых помещениях, в том числе в шахтах) – 5. Совместно со странами Интерэлектро разработана серия «АИ» асинхронных двигателей, отвечающая перспективному уровню развития мирового машиностроения. Шкала мощностей этих двигателей аналогична двигателям серии «4А» – 34 ступени от 0,025 до 400 кВт. Высота оси вращения от 45 до 355 мм – 18 габаритов. Группы исполнений унифицированной серии «АИ» аналогичны серии «4А»: основная (общего назначения); модифицированная (по электрическим параметрам конструкции и условиям окружающей среды); специализированная. В соответствии с требованиями МЭК (международной электрической комиссии), в отличие от двигателей серии «4А», серия «АИ» имеет: улучшенные энергетические показатели; улучшенные пусковые характеристики; повышенные показатели надежности; снижение уровня шума на 10…15 дБ; сниженный расход активных материалов (меди – на 2,5%, электротехнической стали – на 4%); сниженную массу (на 10…15%) и расход конструктивных материалов (на 15…20%). Двигатели выполняются на питающие напряжения 220,380,660, 220/380,380/660В. Показатели надежности: вероятность безотказной работы за 20 000 часов наработки – не менее 0,9; ресурс между операциями восстановления (замена подшипников и обмотки) – не менее 20 000 часов; средний срок службы до списания – не менее 15 лет, но не более 20 000 часов. Различные модификации и специализированные исполнения асинхронных двигателей серии «4А» обозначаются дополнительными буквами, место которых определено особо – после обозначения серии «4А» и степени защиты (перед четвертой группой знаков: Р – с повышенным пусковым моментом; С – с повышенным скольжением; К – с фазным ротором; В – встраиваемые; Ф – лифтовые; Б2П – закрытое исполнение с естественным охлаждением (Б), с регулированием частоты вращения (2П); Д – деревообрабатывающий. Для замены электродвигателей серии «4А» перечисленных выше исполнений (основного, модифицированного, специализированного) применяется двигатели серии «4АМ» модернизированного исполнения. Основное исполнение двигателей серии «4А» со степенями защиты IP44, IP23 применяется, например, для промышленных механизмов, работающих от сети 3 Ф, 380 В, 50 Гц; для электроприводов (ЭП) механизмов с большими статистическими и инерционными нагрузками; для ЭП механизмов со ступенчатым регулированием частоты вращения; для ЭП механизмов с повышенными требованиями к уровню шумности; для ЭП механизмов с частыми пусками, значительными перегрузками и тяжелыми условиями эксплуатации; для ЭП металлорежущих станков, лифтов, станков с ЧПУ; для ЭП механизмов сельхозтехники и т.д. Двигатели серий «4АМ» и «АИ» выполняют те же функции, что и двигатели серии «4А», но имеют повышенные показатели по сравнению с двигателями серии «4А». 2 Специальная часть 2.1 Выбор, характеристика и принцип действия конструктивных элементов объекта Копировально-фрезерный станок модели ФК2М предназначен для изготовления из металла профильных тел вращения, многогранников, а также нарезки винтовых канавок правого и левого направления витков. Форма изготавливаемой детали задается шаблоном, представляющим собой пластину листовой стали толщиной 1.4 мм с вырезанным профилем изделия. Станок может работать в двух режимах: с ручной и механической подачей. Ручная подача используется, как правило, для изготовления небольшого количества изделий сложного профиля. Механическая подача используется для изготовления большой партии деталей. Областью применения станка является изготовление лестничных столбов и балясин, ножек столов, стульев, точеных элементов мебели. Для работы на станке не требуются никакие специальные навыки. Он безопасен в работе и позволяет получать абсолютно идентичные изделия, независимо от количества спрофилированных заготовок. Основные технические данные Диаметр обрабатываемого изделия, мм: Наибольший 180; Наименьший 20. Наибольшая длина обрабатываемой заготовки, мм 1200 Параметры рабочего инструмента, мм: Диаметр 250; посадочное отверстие 30; толщина 4.8. Параметры привода инструмента: частота вращения двигателя, об/мин 3000; частота вращения инструмента, об/мин 4500. Параметры привода подачи: мощность двигателей (2 шт), кВт 1,1; частота вращения двигателей, об/мин 1000; скорость перемещения рабочего органа, м/мин: наибольшая 3,3 наименьшая 0,4. Параметры привода заготовки: мощность двигателя, кВт 2,2; частота вращения двигателя, об/мин 1500; частота вращения заготовки (при чистовом проходе), об/мин: наибольшая 1200; наименьшая 900. Габаритные размеры станка, мм: Длина 2100; Ширина 900; Высота 1045. Общая установленная мощность, кВт 3,12 Параметры питающей сети: напряжение, В 380; число фаз 3. Масса станка с электрооборудованием, кг 640. Общая компоновка и устройство станка показаны на рисунке 1. На станине 1, представляющую собой сварную металлоконструкцию, крепятся ряд направляющих, служащих для перемещения задней бабки 7 и каретки 10. Задняя бабка имеет возможность перемещаться и фиксироваться по всей длине направляющих 6, благодаря выдвигающемуся центру происходит фиксация заготовки.  Рисунок 1 − Общая компоновка и устройство станка На рисунке обозначены: 1-станина; 2-привод перемещения каретки и вращения заготовки; 3-шпиндельная бабка; 4-делительный механизм; 5-малый пульт управления; 6-направляющие задней бабки; 7-задняя бабка; 8-направляющие каретки; 9-ходовой винт перемещения каретки; 10-каретка с приводом инструмента; 11-пульт управления; 12-упор; 13-система тросов; 14-направляющая с ограничителями для концевых выключателей; 15-электрошкаф Каретка, двигающаяся по направляющим 8, приводится в движение ходовым винтом 9. Ограничители движения каретки расположены на направляющей 14. Каретка состоит из перемещающегося в двух координатах основания, на котором размещен привод инструмента. Продольное движение каретки по направляющим (одна из которых имеет паз для установки шаблона) осуществляется с помощью подшипников качения. Поперечное движение - с помощью шариковых направляющих. Передача движения от электродвигателя привода на шпиндель вращения инструмента производится поликлиновым ремнем. Дисковая фреза, установленная на шпинделе, защищена кожухом. На каретке расположены также пульт управления 11 и упор 12. Привод 2, расположенный в коробе станины, представляет собой систему двигателей, шестерен и трансмиссий и служит для передачи движения ходовому винту 9 и шпиндельной бабке 3. Также в приводе осуществляется синхронизация движения каретки и вращения шпиндельной бабки. Делительный механизм 4, связанный с приводом 2, позволяет поворачивать шпиндельную бабку на заданный угол. Система тросов 13, связанная с кареткой, делительным механизмом и шпиндельной бабкой служит для взаимосвязи этих узлов. В электрошкафу 15, расположенном в коробе станины, находится аппаратура, обеспечивающая работу всего электрооборудования станка. Работа кинематической цепи при черновом проходе с механической подачей. Работают моторы Ml и М2. От шкива 13 (см. рисунок 2) мотора Ml движение передается на шкив шпинделя 14 через поликлиновой ремень.  Рисунок 2 −Кинематическая схема станка От шкива 2 мотора М2 движение через клиновой ремень одновременно передается шкиву 1 мотора МЗ (в данном случае вращается вхолостую) и шкиву 3. Шкивы 2 и 3 многоручьевые, позволяющие путем перестановки ремня получать разные скорости вращения на шкиве 4, связанном со шкивом 3 клиновым ремнем. Шкив 4 жестко связан с конической шестерней 5, которая через шестерню 6 (в данном режиме шестерня 6 находится в зацеплении с шестернями 5 и 7) передает движение шестерни 7, а она, в свою очередь, через шкив 8 и клиновой ремень, на шкив 9. От шкива 9 посредством ходового винта 10 и гайки 11 движение передается каретке 12, с расположенным на ней мотором Ml. В то же время шкив 15, связанный с ходовым винтом 10 обгонной муфтой, через клиновой ремень передает движение шкиву шпиндельной бабки 19 и вхолостую вращает мотор М4 через шкив 16. В результате вращение шпиндельной бабки связано с поступательным перемещением каретки. Работа кинематической цепи при чистовом проходе с механической подачей Работают моторы Ml, МЗ, М4. От шкива 1 мотора МЗ через клиновой ремень движение передается шкиву 2 мотора М2 (в данном режиме вращается вхолостую). Далее через цепь шкивов и шестерен движение передается каретке 12, которая перемещается в сторону, обратную движению чернового прохода. От мотора М4 через шкив 16 движение передается шкиву шпиндельной бабки 19 и одновременно шкиву 15, обгонная муфта которого позволяет ему вращаться со скоростью, отличной от скорости вращения шкива ходового винта 9. В результате вращение шпиндельной бабки независимо от поступательного перемещения каретки. Работа кинематической цепи при ручном режиме обработки В этом случае гайка 11 разъединяется с ходовым винтом 10, что позволяет перемещать каретку 12 вручную. Работают моторы Ml и М4. Ручьи шкива 16 мотора М4 позволяют выбрать две скорости вращения заготовки. Работа кинематической цепи при нарезании винтовых канавок Работает только мотор Ml. Обработка производится в ручном режиме (гайка 11 разъединена с винтом 10). Вращением винта 21 шестерня 6 выходит из зацепления с шестернями 5 и 7, а шестерня 17 сцепляется с шестерней 18. Скоба 24 каретки 12 соединяется с бобышкой 23 троса 22, намотанного на барабан 20. При перемещении каретки вручную трос 22 вращает барабан 20, который жестко связан с шестерней 17. Та, в свою очередь через шестерню 18 заставляет вращаться шпиндельную бабку. В результате линейное перемещение каретки связывается с угловым поворотом шпиндельной бабки. Работа станка Работа станка заключается в следующем. Обрабатываемая заготовка устанавливается в центрах шпиндельной 3 и задней 7 бабок и надежно закрепляется. Шаблон требуемого профиля крепится в пазу направляющей каретки 8. Величина удаляемого припуска устанавливается упором 12, расположенном на каретке станка. При включении станка каретка с вращающимся инструментом начинает движение на заготовку. Заготовка в это время вращается таким образом, что за один её оборот каретка совершает линейное перемещение, равное или немного большее толщины инструмента. В результате происходит удаление основного припуска на обработку (черновой проход). Обработав всю заготовку, каретка останавливается и начинает движение в обратном направлении. При этом скорость каретки уменьшается, а скорость вращения заготовки существенно увеличивается. В результате этой операции удаляются недорезы, оставшиеся после черновой обработки. В итоге получается деталь, точно повторяющая профиль шаблона. Возможна обработка заготовки в ручном режиме. В этом случае рабочий самостоятельно перемещает каретку с вращающимся инструментом. Вращение заготовки происходит независимо. Обработка производится постепенным заглублением инструмента в тело заготовки. Также в ручном режиме производится изготовление профильных многогранников и нарезка винтовых канавок на поверхности обработанного изделия. |