Токарно-револьверный автомат модели 1М116

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дипломная работа

на тему Токарно-револьверный автомат модели 1М116



ВВЕДЕНИЕ

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.

Целью дипломного проекта является изучение и выбор электрооборудования токарно-револьверного станка модели 1М116, его частей и схемы управления. По его техническим характеристикам выберем электродвигатели, аппаратуру защиты, провода для цепи управления и кабели для силовой цепи. Описание принципа работы выбранного электрооборудования и всей схемы управления станка, а также организация технической эксплуатации и обслуживания электрооборудования заданного механизма.



1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Тип механизма, назначение, его основные технические данные

Автомат токарно-револьверный, одношпиндельный, прутковый, модели 1М116 предназначен для токарной обработки деталей из калиброванного прутка диаметром до 16 мм в автоматическом цикле в условиях массового и серийного производства.

На автомате можно производить следующие виды токарной обработки: обточку, расточку, сверление, зенкерование, развертывание, нарезание резьбы метчиками и плашками, проточку канавок. Точность обработки резцами наружных поверхностей по 8 квалитету, внутренних поверхностей по 9 квалитету.

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. Технические данные станка 1М116:

Класс точности станка по ГОСТ 8-82, (Н,П,В,А,С) - Н;

Диаметр прутка наибольший - 16 мм;

Диаметр детали над станиной - 6 мм;

Подача прутка - 70 мм;

Наибольшее усилие резания - 3600 Н;

Наибольший крутящий момент,- 30 Н•м;

Габариты станка: длинна - ширина - высота (мм) 1820x820x1460;

Масса - 1490 кг;

Мощность двигателя - 4кВт;

Пределы частоты вращения шпинделя: min/max - 50/4000(об/мин);

Число инструментов в магазине - 4;



Внешний вид станка 1М116

1.2 Назначение электроприводов, кинематическая схема и её описание

На станке установлено 4 электродвигателя :

М 1 - привод шпинделя

М 2 - привод насоса охлаждения

М 3 - привод подачи

М 4 - привод насоса смазки

Кинематика токарно-револьверного автомата 1М116 имеет две основные цепи: привод вращения шпинделя и привод подачи и вспомогательных перемещений (см. рис. 2).

Привод вращения шпинделя осуществляется от электродвигателя через поликлиновый ремень и сменные шкивы на выходном валу автоматической коробки передач АКП 109-32Р. С выходного вала посредством поликлинового ремня и шкивов вращение передается шпинделю, привод главного движения позволяет получить в одном цикле пять левых и три правых скорости шпинделя, торможение шпинделя, освобождение шпинделя, перевернутый диапазон правых и левых частот вращения шпинделя. Вспомогательный вал XI получает вращение от электродвигателя через червячную пару и зубчатые колеса. От вспомогательного вала получают движения: механизм подачи и зажима материала; револьверная головка; распределительные валы.

Вал механизма подачи и зажима прутка (см. рис. 2) с кулачковыми барабанами получает вращение от вспомогательного вала через зубчатые колеса 23, 24.

Подача и зажим материала происходит за один оборот муфты вспомогательного вала, т.е. за время Т = 0,5 с.

За один оборот вала XVIII последовательно производится взведение подающей цанги; раскрытие зажимной цанги; подача прутка до упора; закрытие зажимной цанги.

Механизм отбора готовых деталей представляет собой лоток, качающийся в зону резания под действием кулачка барабана, закрепленного на продольном распределительном валу XVI. Возврат лотка в исходное нерабочее положение происходит под действием пружины.

Поворот револьверной головки происходит от вспомогательного вала XI, через зубчатые колеса 29, 28, 27, конические шестерни 37, 38. Шестерня 38 связана с поводком мальтийского диска, который за полный оборот поворачивает мальтийский диск, а вместе с ним и револьверную головку на 1/6 оборота.

Продольное перемещение револьверной головки осуществляется от дискового кулачка К4 вала XIV через зубчатый сектор 36 и рейку 36.

Поворот револьверной головки на 1/6 оборота происходит за один оборот муфты распределительного вала, т.е. за время: Т_р.г. = 0,5 с.

Поперечный и продольный распределительные валы приводятся в движение от распределительного вала через зубчатые колеса 32, 31, 30, сменные зубчатые колеса e, h, k, f, g, l и червячные пары 33, 34, 39, 40.

От распределительных валов через дисковые кулачки К1, К2, К3. К4 происходит подача суппортов. Ригелями Р2, Р3 производится включение муфт вспомогательного вала. Ригели Р1 производят переключение командоаппарата. Полный цикл изготовления одной детали происходит за один оборот распределительного вала.

Схема кинематическая принципиальная



1.3 Последовательность включения приводов, режимы работы электроприводов

На автомате установлены трехфазные асинхронные электродвигатели:

главный привод шпинделя, привод насоса охлаждения, привод подачи, привод насоса смазки.

Последовательность включения двигателей, электромагнитных муфт, электромагнитов при выполнении определенных операций может быть представлена в виде циклограммы.

Пуск станка осуществляется кнопкой при этом включаются одновременно все четыре электродвигателя.

Выбор скорости движения рабочих органов выбирается установкой переключателей и штеккерами в штеккерной панели.

Автоматическая коробка передач АКП 109-32Р (конструкции ЭНИМС) обеспечивает 8 автоматических скоростей шпинделя попарным включением электро-муфт (5-ти левых и 3-х правых).

Включение электромагнитных муфт производится только в следующем порядке:

Муфты ЭМ 1 и ЭМ3 - левые высокие частоты вращения;

Муфты ЭМ 1 и ЭМ4 - правые высокие частоты вращения;

Муфты ЭМ 2 и ЭМ3 - левые низкие частоты вращения;

Муфты ЭМ 2 и ЭМ4 - правые низкие частоты вращения;

Во избежание поломок запрещается одновременное включение электромагнитных муфт ЭМ1 и ЭМ2.



2. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчет мощности электродвигателей, приводов механизма

токарный станок электродвигатель силовой

Привод шпинделя

Скорость резания

Где:

T = 60 мин - стойкость резца

t = 2 мм - глубина резания

s = 0,3 мм/об - подача

= 420

x = 0,15

y = 0,2

m = 0,2

= 1

, x, y, m, - коэффиценты выбираются по справочнику

Усилие резания

Где:

= 300

= 1

x = 1,0

y = 0,75

n = -0,15

, , x, y, - коэффиценты выбираются по справочнику

Fz =

Мощность резания

вращения шпинделя

Где:

D = 16 мм - наибольший диаметр обрабатываемой заготовки над станиной

Машинное время (время обработки)

Где:

L- длина обработки

)



Нагрузочная диаграмма главного привода станка

Эквивалентая мощность

Двигатель выбирается по мощности.

Р_дв? 2,8 кВт

Где:

- мощность потерь холостого хода

Где: ? = 0,8 - кпд передачи

Приво насоса охлаждения

Мощность двигателя насоса



Где: Q = 45

H =1,1атм

=0,75

=0,95, =1,1

Привод подачи



2.2 Выбор питающего напряжения и рода тока

Силовые цепи станка предназначены для подключения к трехфазной сети переменного тока напряжением 380 В частотой тока 50 Гц.

Электромагнитные муфты, цепи управления и сигнализации питаются пониженным напряжением следующих значений:

цепь питания электромагнитных муфт - 24 В 88 В постоянный ток;

цепь управления - 110 В переменный ток, 12 В постоянный ток;

цепь местного освещения - 24 В переменный ток;

цепь сигнализации - 5 В переменный ток, 12 В постоянный ток.

Выбор типа электродвигателей и их проверка

Выбор электродвигателя привода шпинделя М1 и его проверка

По расчетной мощности выбирается двигатель из серии 4А. Для выбранного двигателя из справочника [3, с. 119].выписываются паспортные данные. 4А112МВ6УЗ-тип двигателя.

P_н= 4 кВт-номинальная мощность.

n_о=1000 об. / мин. -синхронная частота вращения.

S_н=5,1%-номинальное скольжение

_н=82 %-номинальной КПД

Сosц=0,81-номинальный коэффициент мощности.

К₁=М_м/М_н=2,2 -кратность максимального момента.

К₂=М_n/М_н=2- кратность пускового момента.

К₃=М_мин/М_н=1,6- кратность минимального момента.

К₄=І_n/І_н=7,5- кратность пускового тока.

Номинальная частота вращения и номинальная скорость:

n_н= n_о(1-S_н)

n_н= 1000 (1-0,051) = 949( об/мин)



Номинальный, максимальный и пусковой моменты:

Нм

Номинальный статический момент

Т.к. М_с<М_м, то двигатель удовлетворяет условиям перегрузки, т.к. двигатель пускается вхолостую, он удовлетворяет условиям пуска.



2.3 Выбор электродвигателя привода подачи М3 и его проверка

По расчетной мощности выбирается двигатель из серии 4А. Для выбранного двигателя из справочника [3, с. 119].выписываются паспортные данные.

4А80А4УЗ

P_н= 1,1 кВт

n_о= 1500 об / мин.

S_н = 6,7 %

_н = 75 %

Сosц = 0,81

К₁= 2,2

К₂= 2,0

К₃ = 1,6

К₄= 5

Номинальная частота вращения и номинальная скорость:

Номинальный, максимальный и пусковой моменты:

Номинальный статический момент

Т.к. М _с< М_м, то двигатель удовлетворяет условиям перегрузки, т.к. двигатель пускается вхолостую, он удовлетворяет условиям пуска.



2.4 Выбор электродвигателя насоса охлаждения М2 и его проверка

По расчетной мощности выбирается двигатель из серии 4А. Для выбранного двигателя из справочника [3, с. 119].выписываются паспортные данные.

4АА56А2УЗ

4АА56А2У3

P_н= 0,18кВт

n_о= 3000 об. / мин.

S_н = 8%

_н = 66%

Cosц = 0,76

К₁= 2,2

К₂= 2,0

К₃ = 1,2

К₄= 5

Номинальная частота вращения и номинальная скорость:

( об/мин)

Номинальный, максимальный и пусковой моменты:

(Н?м)

(Н?м)

(Н?м)

Номинальный статический момент

(Н?м)

Т.к. М_с<М_м, то двигатель удовлетворяет условиям перегрузки, т.к. двигатель пускается вхолостую, он удовлетворяет условиям пуска.

Кроме того, по справочнику [3, с. 117].выбираются двигатель насоса смазки

4АА63А4У3

P_н= 0,25кВт

n_о= 1500 об / мин

S_н = 8%

_н = 68%

Cosц = 0,65

К₁= 2,2

К₂= 2,0

К₃ = 1,2

К₄= 5

2.5 Расчет и построение механических характеристик двигателя привода шпинделя

Критическое скольжение:

)

Уравнение механической характеристики:

Угловая скорость:



,

где - скорость идеального холостого хода.

Задаваясь значением S в пределах (01,2)S_кр, рассчитывается зависимость М=f(S), =f(S).

Результаты вычисления заносятся в таблицу.

Параметры естественной характеристики двигателя главного привода

S	0	0,05	0,1	0,15	0,212	0,25
M, Нм	0	76,6	129	153	158	155
, с-1	105	39,7	68,6	83,8	88,9	87,7

По полученным значениям строится естественная механическая характеристика двигателя.

Естественная механическая характеристика двигателя привода шпинделя



2.6 Расчет и построение механических характеристик двигателя привода подачи

Критическое скольжение:

Уравнение механической характеристики:

Угловая скорость:

где- скорость идеального холостого хода.

Задаваясь значением S в пределах (01,2)S_кр, рассчитывается зависимость М=f(S), =f(S).

Результаты вычисления заносятся в таблицу.

Параметры естественной механической характеристики двигателя насоса охлаждения

S	0	0,1	0,2	0,25	0,279	0,35
M, Нм	0	10,5	15,6	16,4	16,5	16,1
, с-1	157	141	126	118	113	102

По полученным значениям строится естественная механическая характеристика двигателя.



Естественная механическая характеристика двигателя привода подачи

2.7 Расчет и построение механических характеристик двигателя насоса охлаждения

Критическое скольжение:

Уравнение механической характеристики:

Угловая скорость:



,

где - скорость идеального холостого хода.

Задаваясь значением S в пределах (01,2)S_кр, рассчитывается зависимость М=f(S), =f(S).

Результаты вычисления заносятся в таблицу.

Параметры естественной механической характеристики двигателя насоса охлаждения.

S	0	0,1	0,2	0,3	0,333	0,4
M, Нм	0	0,75	1,21	1,36	1,37	1,35
, с-1	314	283	251	220	209	188

По полученным значениям строится естественная механическая характеристика двигателя.



Естественная механическая характеристика двигателя насоса охлаждения

2.8 Выбор аппаратуры и трансформаторов управления

В качестве аппаратуры управления применяются магнитные пускатели КМ1 - в цепи двигателей М1, М2; КМ2 - в цепи двигателей М3, М4

Номинальный ток пускателя

где I_н= Iдл - номинальный ток двигателя,

Двигатель привода шпинделя М1

Двигатель подачи М3

Двигатель насоса охлаждения М2

Двигатель насоса смазки М4

Магнитный пускатель КМ1

Напряжение катушки U=110 В. По справочнику [5,с. 16] выбирается пускатель ПМЛ 2100 на I_н= 25 А.

Магнитный пускатель КМ2

Напряжение катушки U=110 В. По справочнику [5,с. 16] выбирается пускатель ПМЛ 1100 на I_н= 10А.

Для питания цепей управления, местного освещения и сигнализации сложных схем с целью повышения надежности работы электрических аппаратов и обеспечения более безопасного обслуживания электрооборудования применяют понижающий трансформаторы.

Для данного станка установлены три трансформатора: TV1 - для питания электромагнитных муфт ; TV2 - для питания цепи местного освещения и сигнализации 24 В и управления 110 В; TV3 - для питания усилителей в АКП

Для практического расчета удобно пользоваться следующей формулой для определения мощности трансформаторов управления

Где Sвкл - мощность включаемой катушки, Sуд - мощность работающей катушки.

В цепи трансформатора TV2 установлены2 пускателя и лампа освещения.

Для пускателя ПМЛ 2100 Sвкл =87 ВА, Sуд = 8 ВА; ПМ1100 Sвкл =68 ВА, Sуд = 8 ВА; мощность лампы освещения 40 Вт.

Выбирается трансформатор ОСМ - 0,16 380/5- 22-110/24

Токи обмоток трансформатора

В цепи трансформатора TV1 установлены 6 электромагнитных муфт ЭТМ -114 с потребляемым током 1,7 А

Выбирается трансформатор ОСМ - 0,16 380/5- 22-110/12

Токи обмоток трансформатора

В цепи трансформатора TV3 установлены 3электромагнитных муфт ЭТМ -114 с потребляемым током 1,7 А, причем одновременно работает только одна муфта.

Выбирается трансформатор ОСМ - 0,16 380/5- 29

Токи обмоток трансформатора однофазного и трехфазного

Ток, потребляемый станком

Выбор защитной аппаратуры. В качестве защитной аппаратуры применяются автоматический воздушный выключатель - для защиты от короткого замыкания и перегрузки QF1 - на вводе станка,QF2 - для защиты двигателей М3, М4, QF3 - для защиты трансформаторов управления; тепловое реле - для защиты от перегрузки КК1 - КК4 для защиты каждого двигателя.

Номинальный ток комбинированного расцепителя автоматического выключателя:



Ток срабатывания комбинированного расцепителя:

где Iн= Iдл - номинальный ток двигателя, Iпик - пиковый ток.

Iп - пусковой ток двигателя.

Автоматический выключатель QF1 на вводе станка

По справочнику [4,с. 13] выбирается автоматический выключатель

АЕ 2036 с параметрами I_н= 25А, I_расц= 20 А, I_сраб= 240 А.

Автоматический выключатель QF2

По справочнику [4,с. 13] выбирается автоматический выключатель

АЕ 2016 с параметрами I_н= 16А, I_расц= 6,3 А, I_сраб= 75,6 А.

Автоматический выключатель QF3

По справочнику [4,с. 13] выбирается автоматический выключатель

АЕ 2016 с параметрами I_н= 16А, I_расц=1,6 А, I_сраб= 19,2А.

Номинальный ток нагревательного элемента теплового реле:



Для двигателя М1

I_т.?1,15·9,2 = 10,6 (А)

По справочнику [4,с. 175] выбирается тепловое реле РТЛ на I_н = 11,75 А, диапазон несрабатываемого тока (0,75-1,25)I_н.

Для двигателя М2

I_т.?1,15·0,55 =0,63 (А)

По справочнику [4,с. 175] выбирается тепловое реле РТЛ на I_н = 0,8 А, диапазон несрабатываемого тока (0,75-1,25)I_н.

Для двигателя М3

I_т.?1,15·3,3 = 3,8 (А)

По справочнику [4,с. 175] выбирается тепловое реле РТЛ на I_н = 4,9 А, диапазон несрабатываемого тока (0,75-1,25)I_н.

Для двигателя М4

I_т.?1,15·0,86 = 1 (А)

По справочнику [4,с. 175] выбирается тепловое реле РТЛ на I_н = 1,27 А, диапазон несрабатываемого тока (0,75-1,25)I_н.

Выбор питающих проводов и кабелей. Сечение проводов и кабелей для напряжения до 1000 В по условию нагрева определяется по справочнику [6, с.87] в зависимости от расчетного значения длительно допустимой токовой нагрузки из соотношения:

Сечение проводов уточняется в соответствии аппаратам защиты.

Для всех двигателей по справочнику [6, с.87]выбирается провод ПВ3 4(1x1) с сI_доп= 14 А, для питания станка по справочнику [6, с.87] выбирается провод ПВ3 4(1x2,5) с I_доп= 25 А.



2.9 Разработка и описание схемы электрической принципиальной

Все электрооборудование токарно-револьверного станка, по месту размещения можно разделить на две группы: электрооборудование, устанавливаемое непосредственно на самом станке и электрооборудование, устанавливаемое в шкафах управления.

На токарно-револьверном автомате установлены электроаппараты:

- трехфазные асинхронные электродвигатели М1-М4;

- конечный выключатель 10, отключающий автомат при окончании материала;

- командоаппарат с бесконтактными конечными выключателями В1-В2;

- светильник НКС01 с лампой местного освещения Е и выключателем 2;

- пульт управления;

- электромагнитные муфты У1-У6 в коробке скоростей АКП 109-32Р.

Остальные аппараты расположены в электрошкафу.

Перед началом работы необходимо убедиться, что все защитные аппараты включены. Включение вводного автомата QF возможно только при наличии напряжения в сети

Пуск автомата производится нажатием кнопки SB5 . При этом замыкается цепь питания катушек КМ1 и КМ2, которые включаются и присоединяют двигатели М1..М4 к сети. Автомат начинает работать. При работе автомата установленные на барабане распределительного вала переключают командоаппараты. При этом в соответствии с установкой переключателей В1-В2 и штеккерами в штеккерной панели Х31-Х38 производится переключение скоростей шпинделя .

После окончания материала срабатывает конечный выключатель SQ10, который выключает автомат. Выключение автомата так же производится нажатием кнопки SB3.

В коробке скоростей типа АКП 109-32Р установлены электромагнитные муфты типа ЭТМ, обозначенные на схеме У1-У6.

Включение скоростей м торможение шпинделя производится одновременным включением двух электромагнитных муфт при помощи электронных усилителей А1-А5, А12 по командам поступающим с командаппарата. Коммутация включения скоростей и блокировка производится переключателями 21-28 на пульте управления.

Командоаппарат состоит из восьми бесконтактных конечных выключателей В1-В8, расположенных равномерно по окружности. Воздействие ригеля на командоаппарат перемещает флажок из щели одного бесконтактного конечного выключателя в щель другого. Таким образом, за цикл происходит поочередное срабатывание всех восьми бесконтактных конечных выключателей В1-В8. Ручное переключение командоаппарата возможно при ручном нажатии на его рычаг.

Переключателями 21-28 устанавливаются скорости шпинделя, его торможение и освобождение. При освобождении шпинделя все электромагнитные муфты в коробке скоростей выключены.



Циклограмма работы электроприводов и цепи управления

2.10 Разработка и описание схемы электрической соединений

Схемы соединений и подключений необходимы для выполнения монтажа электроустановок. Схемы соединений определяют все электрические соединения в электрических устройствах, входящих в состав монтируемой установки, а схемы подключения показывают внешние соединения между этими устройствами. На схемах соединений электрических устройств обязательно показывают выводы входящих в них аппаратов и приборов, отображая их расположение и нумерацию.

Схема электрическая соединений токарно-револьверного автомата модели 1М116:

Защита силовых цепей при коротких замыканиях осуществляется автоматическим выключателем и предохранителями. Цепи управления и местного освещения защищены предохранителями, цепь сигнальной лампы резистором. Все электродвигатели, кроме электродвигателя, который работает кратковременно, защищены от длительных перегрузок тепловым реле.

На станке предусмотрены блокировки, при попытке включить шпиндель станка при поднятом ограждении патрона или поднять ограждение патрона при вращающемся шпинделе, электродвигатель главного движения отключается и шпиндель останавливается. Блокировка осуществляется выключателем. При освобождении шпинделя все электромагнитные муфты в коробке скоростей выключены.

Защита трансформаторов и цепи управления от короткого замыкания осуществляется автоматическими выключателями.

Тепловые реле защищают двигатели от перегрузок.

Плавик предохранители защищают от коротких замыканий цепи постоянного тока.



3. ИНДИВИДУАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Анализ существующей системы управления механизмом

Электроприводом называют электромеханическую систему, состоящую из электродвигательного, преобразовательного, передаточного и управляющего устройств, предназначенную для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины и управления этим движением.

По роду тока применяется электропривод переменного тока.

На станке установлен электропривод с асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором. Они надежны, просты в эксплуатации, дешевы, обладают высокими энергетическими показателями. Недостатком таких двигателей является сложность регулирования частоты вращения.

Для управления приводом в данном станке применяется коробка скоростей типа АКП09-32Р которая сложна в ремонте и дорога в обслуживании.

3.2 Модернизация электрооборудования

В качестве варианта модернизации предлагается произвести замену коробки скоростей на частотный преобразователь.

Выбран частотный преобразователь HYUNDAI N700Е-055HF

Характеристика частотного преобразователя HYUNDAI N700E-055HF

Пылевлагозащита IP20

Мощность двигателя, не более 5,5(кВт)

Номинальный ток двигателя, не более (А)

Номинальное входное напряжение (В)3-фазы 380-480В (±10%) 50/60 Гц

Номинальное выходное напряжение (В)3-фазы 380-480В (Соответствует входному напряжению)

Диапазон выходных частот (Гц)0,1 - 400 Гц

Точность частоты Цифровая установка: ±0.01% от максимальной частоты, аналоговая : ±0.1%(25±10°C)

Разрешение по частоте Цифровая установка: 0.01 ГЦ, Аналоговая установка : макс. частота / 1 000

Метод управления ШИМ система модуляции пространственного вектора

Характеристика напряжение/частота

Вольт./частотное управление (постоянный вращающий момент, сниженный вращающий момент), свободное вольт/частотное управление, свободное управление напряжение/частота, безсенсорный векторный контроль

Цифровой интерфейс/протокол

порт RS485/ Modbus

Перегрузочная способность150%/ 60 сек

Пусковой вращающий момент150% при 0,5 Гц

Динамическое торможение (кратковременное)

Время ускорения/замедления

0.1~3600. сек (линейные/нелинейные значения установки)

Торможение постоянным током

Торможение активируется при заданной частоте или при подаче внешнего управляющего сигнала (Мощность торможения, время, частота программируются произвольно).

ПИД-управление

ПИД-регулятор встроен

Дистанционное управление

1. Съёмная панель управления, вынос 1,5 - 3 метра

2. Цифровой оператор OPE-N7 с функцией копирования (опционально), вынос 1,5 - 3 метра

3. Клеммы цепи управления

4. Порт RS485 (RJ45)

Аналоговая входная команда

Входное напряжение: пост.тока 0 ~ +10В, -10 ~ +10В (Входное сопротивление 10 Ом), Входной ток: 4~20мA (входное сопротивление 250 Oм)

Микропроцессорный аналоговый выход

Температура окружающего воздуха

-10 ... +50 °С (при +40°С задавайте несущую частоту менее 2 кГц)

Влажность окружающего воздуха

Относительная влажность 90% или менее (при отсутствии конденсата)

Температура хранения

-20 ~ 60 °С

Вибрация

5.9 м/сек2( 0.6G), 10 - 55 Гц (определена методом проверки JISC0911)

Окружающая среда

Подлежит использованию в помещении (в котором отсутствует коррозийные и легковоспламеняющиеся газы, масляный туман, пыль и грязь)

Спецификация питания подаваемого на инвертор

a. Колебание напряжения не более ±10%.

b. Перекос фаз не более ±3%.

c. Отклонение частоты не более ±4%.

d. Коэффициент гармоник ТНД (общее гармоническое искажение) =10% или менее.

Габариты, ВхШхГ (мм)

275х210х168

Вес, 5,8кг



3.3 Эффективность модернизации

При модернизации замены коробки скоростей на частотный преобразователь

- плавное регулирование скорости вращения электродвигателя что значительно упрощает управляемую механическую систему, повышает ее надежность и снижает эксплуатационные расходы

- обеспечивает плавный без повышенных пусковых токов и механических ударов разгон, что снижает нагрузку на двигатель и связанные с ним передаточные механизмы, увеличивает срок их эксплуатации

- встроенный микропроцессорный регулятор позволяет реализовать системы регулирования скорости управляемого двигателя и связанных с ним технологических процессов.

- обратная связь системе с частотным преобразователем обеспечивает качественное поддержание скорости двигателя при переменных нагрузках и других возмущающих воздействиях

- сберегает электроэнергию устранением неоправданных ее затрат, которые имеют место при альтернативных методах регулирования



4. ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ОБСЛУЖИВАНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ МЕХАНИЗМА

4.1 Пусконаладочные работы

Первоначальный пуск. При первоначальном пуске автомата необходимо, прежде всего, проверить надежность заземления и качество монтажа электрооборудования внешним осмотром.

Отключить провода питания всех электродвигателей.

При помощи вводного автоматического выключателя подключить автомат к сети.

При помощи кнопок и переключателей проверить четкость срабатывания магнитных пускателей и реле.

Отключить автоматический выключатель.

Подключить провода питания электродвигателей.

Описание работы. Перед началом работы убедиться, что все автоматические выключатели включены. Автоматическим выключателем Г1 электрооборудование автомата подключается к сети, загорается сигнальная лампочка. Подается питание на цепи управления, включаются реле К8 и К9.

Режим наладки. При наладке в соответствии с картой наладки устанавливается:

- направление вращения шпинделя переключателем;

- скорости шпинделя, его торможение и освобождение переключателями;

- включение и отключение двигателя привода дополнительных устройств штекерами на штекерной панели;

Командоаппарат, при необходимости, вручную устанавливается в исходное положение. Кратковременное включение автомата производится толчковой кнопкой на пульте управления. При кратковременной включении автомата необходимо убедиться в работе смазки и отсутствии заеданий.

(После проведения наладочных операций автомат работает в автоматическом цикле).

4.2 Возможные неисправности в работе схемы управления и мероприятия по их устранению

Таблица 6 - Характерные неисправности и методы их устранения[2, с. 74]

Признак неисправности	Вероятная причина	Способ устранения
Электродвигатели
Электродвигатель при пуске не вращается, гудит.	Отсутствие напряжения в одной из фаз электросети.	Устранить разрыв цепи.
При вращении электродвигатель гудит и перегревается.	Междувитковые замыкания. Короткое замыкание между фазами.	Отремонтировать обмотку. Заменить электродвигатель.
Повышенный перегрев обмотки. Срабатывает тепловая защита.	Перегрузка электродвигателя.	Снизить нагрузку до номинальной.
Пониженное сопротивление изоляции.	Загрязнение или отсырение обмоток.	Разобрать электродвигатель, прочистить, продуть и просушить обмотку.
Стук в подшипнике.	Повреждение подшипника.	Заменить подшипник.
Трансформатор
Отсутствие напряжения на одной из клеммных колодок.	Плохой контакт. Обрыв вывода катушки.	Проверить контакт и при необходимости заменить катушку.
Пускатели
Пускатель не отключается.	Заедает подвижная система. Обрыв в цепи управления или в обмотке катушки.	Восстановить нормальный ход подвижной системы. Проверить и восстановить цепь управления. При необходимости заменить катушку.
Пускатель сильно гудит.	Загрязнены или повреждены рабочие поверхности полюсов магнитной системы.	Протереть чистой сухой тряпкой поверхность полюсов: при механическом повреждении поверхности подшлифовать.
Пускатели
Пускатель сильно гудит.	Низкое (85%) напряжение в питающей сети.	Проверить наличие напряжения.
Пускатель не отключается.	Приварились контакты силовой цепи или цепи управления. Заедает подвижная система. Неисправны возвратные пружины.	Зачистить контакты, в случае их полного износа - заменить. Восстановить нормальный ход подвижной системы. Заменить пружины.
Конечные выключатели
Пробой выключателя на землю или недопустимое снижение сопротивления изоляции	Провод касается кожуха (ниши). Попадание воды в кожух. Появление токопроводящих пленок на изоляции.	Плотно затянуть выводы аппарата. Высушить аппарат, плотно затянуть крышку. Разобрать контактный элемент, очистить корпус от наплывов серебра.



5. ОХРАНА ТРУДА

5.1 Техника безопасности при эксплуатации и обслуживании электрооборудования механизма

Чаще всего электротравмы возникают при случайных прикосновениях к токоведущим частям, находящимся под напряжением, или к конструктивным металлическим частям электрооборудования (корпус, кожух и т.п.) при повреждении электроизоляции. Человек начинает ощущать действие тока начиная с 0,6--1,5 мА (миллиампер), а при токе 10--15 мА судорожное сокращение мышц не позволяет ему самостоятельно отключить цепь поражающего его тока. Ток силой в 50-- 60 мА поражает органы дыхания и сердечно-сосудистую систему.

Для уменьшения опасности поражения током применяют ряд мер, основными из которых являются: защитное заземление; зануление; изоляция токоведущих частей; применение пониженного напряжения; применение изолирующих подставок, резиновых перчаток и т.п.

Опасность поражения электрическим током резко увеличивается при наличии повышенной влажности, высокой температуры, технологической пыли и др. В зависимости от этого помещения, в которых устанавливается электрооборудование подразделяют на сухие (температура 27-30 °С и влажность до 60 %), влажные (не более 75 %), сырые (выше 75 %), особо сырые (около 100 %) и жаркие (длительное время более 30-35 °С).

Большое влияние на условия безопасности труда в помещениях с электрооборудованием оказывает особенность строительного материала полов. Особую опасность представляет пол с достаточно высоким сопротивлением (деревянный, асфальтовый) и меньшую опасность - пол с более низким сопротивлением (бетонный, каменный).

По степени опасности различают следующие производственные помещения:

· особо опасные (очень сырые или с химически активной средой);

· с повышенной опасностью (влажные или с токопроводящей пылью, токопроводящим полом, высокой температурой, большим количеством заземленного оборудования);

· без повышенной опасности (не имеющие указанных выше признаков).

Для защиты персонала от возможности поражения электрическим током при выполнении включений и отключений, осмотрах высоковольтных установок и других операциях обязательным является применение слесарно-монтажного инструмента с изолированными ручками, изолирующих подставок, резиновых ковриков, обуви и перчаток.

Поражения электрическим током можно разделить на два вида: электрический удар и электрическая травма. Электрический удар происходит при относительно небольшом токе и сравнительно длительном (несколько секунд) времени его протекания. Возникновение электрического удара начинается с судорожного сокращения мышц и может закончиться смертельным исходом при параличе сердца.

Электрические травмы представляют собой поражения внешних частей тела (ожоги, электрические метки, электрометаллизация кожи, поражение глаз под воздействием лучистой энергии электрической дуги). При электрических травмах требуется оказание квалифицированной медицинской помощи. В случае электрического удара надо срочно освободить пострадавшего от воздействия электрического тока. При обморочном состоянии пострадавшему необходимо оказать первую помощь до прибытия врача: освободить его от стесняющей одежды, дать понюхать нашатырный спирт, открыть окна. При необходимости применяется искусственное дыхание (методы искусственного дыхания изучаются на занятиях по охране труда и технике безопасности).



5.2 Устройства, применяемые на механизме для обеспечения безопасности работ

Зануление -- соединение корпусов электрических машин и аппаратов, которые могут оказаться под напряжением, не с землей, а с заземленным нулевым проводом. Это приводит к тому, что замыкание любой из фаз на корпус аппарата или машины превращается в короткое замыкание этой фазы с нулевым проводом. Ток короткого замыкания вызывает срабатывание защиты, и поврежденная установка отключается. Нулевой провод не должен иметь предохранителей и выключателей.

Кожух гитары;

Ограждение патрона;

Ограждение зоны резания;



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном дипломном проекте осуществлен расчет и выбор электрооборудования для токарно-револьверного автомата модели 1М116. Автомат предназначен для токарной обработки деталей из калиброванного прутка диаметром до 16 мм в автоматическом цикле в условиях массового и серийного производства.

Проведя анализ последовательности работы станка было выявлено, что привод шпинделя, привод насоса охлаждения и привод подачи автомата работают в повторно-кратковременном режиме.

Силовые цепи станка предназначены для подключения к трехфазной сети переменного тока напряжением 380 В частотой тока 50 Гц.

Электромагнитные муфты, цепи управления и сигнализации питаются пониженным напряжением следующих значений:

цепь питания электромагнитных муфт - 24 В 88 В постоянный ток;

цепь управления - 110 В переменный ток, 12 В постоянный ток;

цепь местного освещения - 24 В переменный ток;

цепь сигнализации - 5 В переменный ток, 12 В постоянный ток.

По данным расчёта и требованиям выбраны двигатели: Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором 4А112МВ6УЗ - привод шпинделя, 4А80А4У3 - привод подачи, 4АА56А2У3 -привод насоса охлаждения.

Для выбранных двигателей рассчитаны и построены естественные механические характеристики. Выбрана аппаратура защиты и управления. Провод ПВ3 4(1x2,5); защитная аппаратура: предохранители марки ПР 2, автоматический выключатель АЕ 2036,АЕ 2016, АЕ 2016 тепловое реле РТЛ; аппаратура управления: магнитный пускатель ПМЛ 1100, трансформатор ОСМ-0,16 380/5- 29, ОСМ-0,16 380/5- 22- 110/12,ОСМ - 0,16 380/5- 22-110/24

Приведена разработка и приведено описание работы схемы управления.

Пуск автомата производится нажатием кнопки SB5 . При этом замыкается цепь питания катушек КМ1 и КМ2 , которые включаются и присоединяют двигатели М1..М4 к сети. Автомат начинает работать. При работе автомата установленные на барабане распределительного вала переключают командоаппараты. При этом в соответствии с установкой переключателей В1-В2 и штеккерами в штеккерной панели Х31-Х38 производится переключение скоростей шпинделя.

После окончания материала срабатывает конечный выключатель SQ10, который выключает автомат. Выключение автомата так же производится нажатием кнопки SB3.

Рассмотрена циклограмма работы электроприводов и цепи управления. Разработана и описана схема электрическая соединений, схема расположения. Выполнен анализ электропривода и систем управления им. В качестве модернизации мною предложен частотный преобразователь марки HYUNDAIN700E-055HF для двигателя М1. Приведены пусконаладочные работы, возможные неисправности в работе схемы управления и мероприятия по их устранению.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Черпаков, Б.И. Металлорежущие станки / Б.И. Черпаков, Т.А. Альперович. - М.: Издательский центр «Академия», 2003. - 368 с.

2.Зимин, Е.Н. Электрооборудование промышленных предприятий и установок / Е.Н. Зимин, В.И. Преображенский, И.И. Чувашов. - 2-е изд. - М.: Энергоиздат, 2011. - 552 с.

3.Нефедов, Н.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту / Н.А. Нефедов, К.А. Осипов. - 5-е изд. - М.: «Машиностроение», 1990. - 448 с.

4.Алиев, И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию / И.И. Алиев - 4-е изд. - М.: Высшая школа, 2004. - 255 с.

5.Алиев, И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию / И.И. Алиев - 3-е изд. - М.: Высшая школа, 2002. - 251 с.

6.Кисаримов, Р.А. Справочник электрика / Р.А. Кисаримов. - 2-е изд. - М.: ИП РадиоСофт, 2004. - 512 с.

7.Королев О.П. Электроснабжение промышленных предприятий / О.П. Королев. - Мн., 1995.

8.Куценко, Р.А. Охрана труда в Электроэнергетике/ Г.Ф. Куценко. - Мн.: Дизайн ПРО, 2005.-784 с.

9.Правила устройства электроустановок/ Минэнерго СССР. - 6-ое изд.-М.: Энергоиздат, 1978.-648 с.

Размещено на Allbest.ru