Развитие специальных токарных станков

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Перечень элементов схемы

2. Общие сведения

3. Описание работы электросхемы

4. Защита и блокировка

5. Расчёт мощности двигателя металлорежущих станков

6. Выбор аппаратов управления и защиты

6.1 Выбор магнитных пускателей

6.2 Выбор автоматических выключателей

6.3 Выбор реле времени

6.4 Промежуточное реле

6.5 Выбор светосигнальной аппаратуры

6.6 Выбор контактной приставки

6.7 Выбор путевых выключателей

7. Проектирование монтажной схемы установки

8. Механизмы, инструменты и приспособления

9. Состав и организация работ по монтажу вторичных цепей

10. Разработка схемы подключений и соединений

Заключение

Библиографический список

Введение

токарный винторезный станок

В станочном парке промышленности и в выпуске станков одно из ведущих мест занимает группа токарных станков. Несмотря на преобладающие тенденции развития специальных токарных станков и автоматов, отвечающих задачам получения наибольшей производительности при максимальной автоматизации процесса, продолжают развиваться и универсальные токарно-винторезные станки, которые широко используются в единичном и мелкосерийном производствах. Конструкторам, занимающимся проектированием токарных станков, мастерам по их ремонту и модернизации необходимо знать конструкции станков, особенности их проектирования и требования, предъявляемые к ним при эксплуатации.

Типичным представителем токарно-винторезных станков является станок модели 1М61.

Целью данной работы является составление принципиальной и монтажной схемы токарно-винторезного станка, расчёт мощности двигателя и аппаратов защиты.

Задачи: составить схемы (принципиальная, монтажная).

Актуальность выбранной темы в том, что в России на сегодняшний момент имеется большое количество непереработанного металла, которое с помощью данного оборудования необходимо перерабатывать на металлические изделия.

1. Перечень элементов схемы

Таблица 1

Обозначение	Наименование	Количество шт.
ВпВ	Кнопка “вперёд”	1
ВпН	Кнопка “назад”	1
А2,В3,С2	Предохранители	3
ВС	Селеновый выпрямитель	1
АВ, ВЭ	Выключатели	2
КВ, КН, КЭ	Магнитные пускатели	3
ТР	Трансформатор	1
М1	Электродвигатель	1
М2	Электродвигатель	1
А	Амперметр	1
РП	Промежуточное реле	1
РВ	Реле времени	1
РТЭ	Тепловое реле	1

2. Общие сведения

Токарно-винторезный станок 1М61 выпускается с двумя вариантами электрических схем управления двигателем главного движения: при управлении от барабанного переключателя (1вариант) или при управлении от путевых выключателей (2вариант).

Электрооборудование станка размещено в специальном шкафу, в двух тумбах и в нише станины для 1варианта или с правой стороны кронштейна ходового винта для 2 варианта.

Электрооборудование станка рассчитано для работы от сети трёхфазного переменного тока напряжением 380 В.

По особому заказу станок может быть выполнен с электрооборудованием на напряжение 220 В.

На станке установлены электродвигатель главного движения 4 кВт, 1450 об/мин и электронасос охлаждения производительностью 22 л/мин, 0,12 кВт,2800 об./мин.

Пуск, остановка и реверс электродвигателя главного движения осуществляется реверсивным магнитным пускателем, управляемым барабанным переключателем (1вариант) или путевыми выключателями (2 вариант) при помощи рукоятки управления. Для торможения электродвигателя главного движения предусмотрена электромагнитная муфта.

3. Описание работы электросхемы

Управление электродвигателем главного привода М1 осуществляется рукояткой управления путевыми выключателями ВПВ и ВПН, фиксируемой в трех положениях. В нейтральном положении рукоятки нормально закрытые (н.з.) контакты путевых выключателей ВПВ (В1-10) и ВПН (10-1) замкнуты.

Включением автоматического выключателя АВ через н.з. контакты ВПВ (В1-10) и ВПН (10-1) промежуточное реле РП получает питание и через свой нормально-открытый (н.о.) контакт переходит на самопитание. Получает питание также реле времени РВ. Нормально закрытый контакт реле РВ с выдержкой времени 3…4 сек. отключает электромагнитную муфту торможения ЭМТ. Отключение электромагнитной муфты торможения в исходном положении необходимо для свободного поворота шпинделя.

Для пуска электродвигателя М1 в направлении “Вперёд” (вращение электродвигателя против часовой стрелки со стороны шкива) рукоятку поворачивают вверх. При этом размыкается контакт ВПВ(1-2), срабатывает контактор КВ и включает двигатель М1 в сторону вращения “Вперёд”. Нормально закрытый контакт КВ(1-4) размыкается, обесточивается реле времени РВ, размыкая контакт РВ(11-12) и замыкая контакт РВ (12-13).

Отключение электродвигателя М1 производится переводом рукоятки в нейтральное положение. При этом размыкается контакт ВПВ (1-2) и замыкается контакт ВПВ (В1-10). Контактор КВ обесточивается, реле времени РВ через контакт КВ (1-4) получает питание и замыкает свой н.о. контакт РВ (11-12). Срабатывает электромагнитная муфта ЭМТ, получая постоянный ток от селенового выпрямителя ВС., и затормаживает механизм коробки скоростей и шпиндель. Несколько позже с выдержкой времени 3-4 сек размыкается н.з. контакт РВ (12-13), электромагнитная муфта отключается, и схема приводится в исходное положение.

Пуск электродвигателя М1 в направлении “Назад” производится переводом рукоятки в нижнее положение. Работа электросхемы аналогична работе при пуске электродвигателя М1 в направлении “Вперёд”, только в этом случае срабатывает контактор КН.

Электронасос охлаждения ЭН включается и выключается выключателем ВЭ и пускателем КЭ.

4. Защита и блокировка

В электросхеме станка предусмотрена защита от токов короткого замыкания: электродвигателя главного движения при помощи электромагнитных расцепителей автоматического выключателя АВ и электронасоса охлаждения предохранителями П.

Нулевая защита осуществляется промежуточным реле РП.

Для защиты электронасоса охлаждения от перегрузки в электросхеме предусмотрено тепловое реле РТЭ.

Для предотвращения одновременного включения контактов реверсивного пускателя КВ и КН имеется механическая и электрическая блокировка.

5. Расчёт мощности двигателя металлорежущих станков

Расчет мощности электродвигателей металлорежущих станков производится с учетом режимом резания. В электроприводах главного движения металлорежущих станков мощность электродвигателя определяется требуемой мощностью резания.

Мощность двигателей для металлорежущих станков рассчитывается по следующей формуле:

P = F_cЧq_cЧv_р/1000?;

где, Р. - мощность двигателя, кВт;

F_c - удельное сопротивление резанию, H/м;

q _с- сечение стружки, мІ;

v_р - скорость резания, м/с;

? - КПД станка

Удельное сопротивление резанию принимают для стали: F_c = (2, 5 - 3, 5) F_разр,

F_разр = (294 - 1180) 10⁶ Н/м²,

Fc=2942,510⁶ =73510⁶

q_c =0,000005 м²

Vр=4,98 м/с

P=

P=14,6кВт

6. Выбор аппаратов управления и защиты

Независимо от параметров установки и типа применяемых защитных аппаратов и систем выделяют следующие общие требования к защите.

Быстродействие - обеспечение минимально возможного времени срабатывания защиты, не превышающего допустимого.

Селективность. Аварийное отключение должно производится только в той цепи, где возникла причина аварии. А другие участки силовой цепи при этом должны оставаться в работе.

Электродинамическая стойкость. Максимальный ток, ограниченный защитными устройствами, не должен превышать допустимого для данной электроустановки значения по электродинамической стойкости.

Уровень перенапряжений. Отключение аварийного тока не должно вызывать перенапряжений, опасных для полупроводниковых приборов.

Надежность. Устройства защиты не должны выходить из строя при отключении аварийных токов.

Помехоустойчивость. При появлении помех в сети собственных нужд и в цепях управления устройства защиты не должно ложно срабатывать.

Чувствительность. Защита должна срабатывать при всех повреждениях и токах, опасных для полупроводниковых приборов, независимо от места и характера аварии.

Выбор аппаратов защиты производится с учетом следующих основных требований.

1) Напряжение и номинальный ток аппаратов должны соответствовать напряжению и расчетному длительному току цепи.

2) Аппараты защиты должны обеспечивать надежное отключение одно- и многообразных замыканий в сетях с глухозаземленной нейтралью.

3) Должна быть обеспечена по возможности селективность действия защиты.

6.1 Выбор магнитных пускателей

Электромагнитные пускатели предназначены для применения в стационарных установках для дистанционного пуска, непосредственным подключением к сети, остановки и реверсирования трехфазных асинхронных двигателем с короткозамкнутым ротором переменного напряжения до 660В частоты 50Гц.

При наличии тепловых реле пускатели осуществляют защиту управляемых электродвигателей от перегрузок недопустимой продолжительности и от токов, возникающих при обрыве одной из фаз.

Выбор пускателя осуществляется путем сравнения расчетных данных и табличных.

Таблица 1

№	Параметр	Расчетные данные	Табличные данные
Тип пускателя РН-100
1	Род тока главной цепи и управления цепи	переменный	переменный
2	Степень защиты	IP54	IP54
3	tє окружающей среды	0,+15	0,+15
4	Механическая износостойкость	А*	А*
5	Кинематическое исполнение	Умеренный	УЗ
6	Uном по изоляции	660В	660В
7	Iном контактов вспомогательной цепи	2А	10А
8	Iном силовой цепи	20 А	25 А
9	Uном втягивающей катушки	380 В	380В
10	Тепловое реле	есть	есть
11	Число вспомогательных контактов	2 «замыкающие» 2 «размыкающие»	2 «р.» 4 «з»

Выбор пускателя осуществляется путем сравнения расчетных данных и табличных.

Таблица 2

№	Параметр	Расчетные данные	Табличные данные
Тип пускателя РН-100
1	Род тока главной цепи и управления цепи	переменный	переменный
2	Степень защиты	IP54	IP54
3	tє окружающей среды	0,+15	0,+15
4	Механическая износостойкость	А*	А*
5	Кинематическое исполнение	Умеренный	УЗ
6	Uном по изоляции	660В	660В
7	Iном контактов вспомогательной цепи	2А	10А
8	Iном силовой цепи	20 А	25 А
9	Uном втягивающей катушки	380 В	380В
10	Тепловое реле	есть	есть
11	Число вспомогательных контактов	2 «замыкающие» 2 «размыкающие»	2 «р.» 4 «з»

6.2 Выбор автоматических выключателей

Автоматический выключатель, «автомат» -- это механический коммутационный аппарат, способный включать, проводить и отключать токи при нормальном состоянии цепи, а также включать, проводить в течение заданного времени и автоматически отключать токи в указанном аномальном состоянии цепи, таких как токи короткого замыкания.

Автоматические выключатели предназначены для защиты электрических установок от перегрузок и коротких замыканий, а также для нечастых включений и отключений электрических цепей. Некоторые модели обеспечивают защиту от других аномальных состояний, например, от недопустимого снижения напряжения.

Автоматический выключатель выбираем по условию:

По табл. выбираем АВ тип АП 50-3М

6.3 Выбор реле времени

Реле времени предназначены для передачи команд из одной электрической цепи в другую с определенными, предварительно установленными выдержками времени.

Все реле времени имеют катушку (или управляющий элемент) и набор контактов с выдержкой времени на размыкание (контакты размыкаются через определенный промежуток времени после подачи питания на управляющий элемент), на замыкание (контакты замыкаются с выдержкой времени) и контакты без выдержки времени (мгновенного действия).

Выбор реле производится по:

- числу контактов;

- времени выдержки срабатывания контактов;

- напряжению катушки;

- степени защиты IP.

- выбираем реле с минимальным количеством контактов - РВП-2121 с номинальным током контактов 25 А с одним размыкающим и одним замыкающим контактами мгновенного действия с напряжением катушки - 380 В переменного тока.

6.4 Выбор теплового реле

Тепловые реле - это электрические аппараты, предназначенные для защиты электродвигателей от токовой перегрузки.

Долговечность энергетического оборудования в значительной степени зависит от перегрузок, которым оно подвергается во время работы. Для любого объекта можно найти зависимость длительности протекания тока от его величины, при которых обеспечивается надежная и длительная эксплуатация оборудования.

Эта зависимость представлена на рисунке (кривая 1).

При номинальном токе допустимая длительность его протекания равна бесконечности. Протекание тока, большего, чем номинальный, приводит к дополнительному повышению температуры и дополнительному старению изоляции. Поэтому чем больше перегрузка, тем кратковременнее она допустима. Кривая 1 на рисунке устанавливается исходя из требуемой продолжительности жизни оборудования. Чем короче его жизнь, тем большие перегрузки допустимы.

Рисунок 1

По номинальному току выбираем тепловое реле марки ТРН-10 с номинальным током 25А.

6.5 Выбор светосигнальной аппаратуры

Арматура светосигнальная серии АС 12 предназначена для световой сигнализации в электрических цепях переменного тока частотой 50Гц напряжением 220В (250В при экспорте) и применяется в качестве комплектующего изделия в бытовых электроприборах различного назначения.

Структура условного обозначения AC12-60XXXX303-XXX4:

АС - арматура светосигнальная;

12- номер серии;

60- номинальное напряжение сети - 220 В;

X- предельная температура окружающей среды: А - 55 °С; Б - 120 °С;

X - установочный размер: 1 - 012; 7 - 12,5x34;

X - форма светового отверстия: 1 - круглая; 2 - квадратная; 3 - прямоугольная;

X - цвет светофильтра: 1 - красный; 2 -зеленый; 3 - желтый; 4 - молочно-белый;

3 - способ включения арматуры в сеть в сочетании с типом свечения - включение через добавочный резистор, постоянное свечение;

О - тип цоколя - без цоколя;

3 - способ присоединения провода к контактным зажимам - при помощи плоских стычных соединителей;

XX - степень защиты по ГОСТ 14255-69: 54 -IP54; 20 - IP20;

Х4 - климатическое исполнение (УХЛ, О) и категория размещения по ГОСТ 15150-69.

Условия эксплуатации: номинальные значения климатических факторов по ГОСТ 15150-69;

высота над уровнем моря:

не более 2000 м, допускается работа на высоте до 4300 м над уровнем моря при соответствующем снижении верхнего значения температуры окружающего воздуха на 0,6 °С на каждые 100 м свыше 1000 м;

интервал температур:

верхнее предельное значение температуры окружающего воздуха 55 °С и 120 °С

окружающая среда:

окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли и агрессивных газов в концентрациях, снижающих параметры арматуры в недопустимых пределах;

Атмосфера типа II по ГОСТ 15150-69. Группа механического исполнения М24 по ГОСТ 17516.1-90. По условиям эксплуатации в части коррозионной активности атмосферы арматура соответствует группам условий эксплуатации металлов, металлических и неметаллических неорганических покрытий по ГОСТ 15150-69:

1 - для климатического исполнения УХЛ4;

2 - для климатического исполнения О4.

Выбираем осветительную арматуру марки АС 12011У2.

I_ном = 24 А. P_ламп = 2,16 Вт. Цвет светофильтра - красный

6.6 Выбор контактной приставки

Приставка контактная - предназначена для увеличения количества вспомогательных контактов. На каждый из пускателей можно установить 2-х или 4-х контактную приставку с различным набором размыкающих и замыкающих контактов. Контактная приставка механически соединяется с пускателем и фиксируется при помощи защелки. Способ крепления обеспечивает жесткую и надежную связь между контактной приставкой и пускателем.

По номинальному току контактов выбираем контактную приставку марки ПКЛ-1104.

Технические характеристики:

* Тип: Приставка контактная

* Номинальное напряжение, В: 660

* Номинальная частота, Гц: 50/60

* Число контактов замыкающих/размыкающих: 1/1

* Номинальный ток контактов, А: 16

* Степень защиты: IP00

* Габаритные размеры ШхДхВ, мм: 25,5х47х34,3

* Вес, кг: 0,03

6.7 Выбор путевых выключателей

Исходя из данных выбираем выключатель марки ВПК-2111Б У2

Путевой (концевой) выключатель ВПК-2111Б У2 - является аппаратом общего назначения, прямого действия с самовозвратом и предназначен для коммутации электрических цепей управления под воздействием упоров в определённых точках пути, где движение механизма или его подвижной части должно быть изменено, либо возникает необходимость сообщения оператору механизма о достижении им заданного положения.

Путевой выключатель ВПК-2111Б У2 - изготовлен с приводом в виде толкателя с роликом.

Индекс «Б», в маркировке выключателя, обозначает группу коммутационной износостойкости (2млн. циклов включений).

Для группы «Б» применяются контакты с массой серебра равной 0,378 гр.

Индекс «У2», в маркировке выключателя, означает климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69.

Путевые выключатели ВПК-2111Б У2 рассчитаны на работу в следующих условиях:

- Номинальный ток - 10А.

- Рабочее напряжение переменного тока - до 660В, при частоте 50-60Гц.

Для подвода проводов к контактам, выключатели ВПК-2111Б У2 изготавливаются с тремя отверстиями, два из которых закрыты съёмными заглушками, а третье отверстие оставлено открытым. С целью герметизации отверстия, через которые будут проводиться провода.



Рисунок 2

Контактная группа концевого включателя ВПК-2111Б У2 комплектуется двумя контактами (1НЗ+1НО):

Первый обозначается как (1-2),второй как (3-4). При воздействии на привод выключателя (при срабатывании выключателя), контакт (1-2) размыкается, а контакт (3-4) замыкается.

7. Проектирование монтажной схемы установки

Общие сведения: при монтаже вторичных цепей пользуются электрическими схемами, которые подразделяются на:

- Принципиальные;

- Схемы соединений.

Принципиальная схема - дает представление о принципе действий и служит для разработки схемы соединений.

Схема соединений - показывает связь между элементами изделий, и чем они осуществляются.

8. Механизмы, инструменты и приспособления

Участки заготовки труб, проводов и жгутов проводов, кабелей, шин и различных электромонтажных конструкций М.Э.З. оснащают специальными механизмами. Там обеспечивается комплексная механизация соответствующих производственных процессов, а, следовательно, и высокая производительность при хорошем качестве выполняемых заготовок и изделий.

Непосредственно в монтажной зоне для выполнения заготовительных работ используют электросверлильные машины и машины ударно - вращательного действия, укомплектованные сверлами, коронками, фрезами для производства соответственно отверстий, гнезд и борозд в строительных конструкциях.

Для каждого вида электромонтажных работ имеется специальный инструмент:

1) Секторные ножницы для обрезания кабелей и их жил;

2) Ножи для надрезания оболочек кабеля;

3) Инструмент для обработки проводов.

Каждый электромонтажник должен иметь индивидуальный набор инструмента, в который входят:

1) Универсальные электромонтажные плоскогубцы боковые кусачки с эластичными диэлектрическими чехлами;

2) Круглогубцы;

3) Отверстии с изолирующими ручками под винты и шурупы с прямым шлицем 2 - 6 мм;

4) Монтерский нож - инструмент для снятия изоляции и перекусывания проводов сечением 0,75 - 6 мм²;

5) Указатель напряжения.

9. Состав и организация работ по монтажу вторичных цепей

В работы по монтажу вторичных цепей входят монтаж блоков и устройств из отдельных элементов (деталей и сборочных единиц), их сборка и установка, монтаж шинок управления и сигнализации, контрольных кабелей, выполнение соединений между смонтированными элементами, регулировка и опробование смонтированных устройств.

В техническую документацию должны входить документы, необходимые для монтажа электрооборудования по месту:

1) Пояснительные записки

2) Схемы - принципиальные, монтажные и подключение;

3) Рабочие чертежи кабельных и трубных разводок;

4) Кабельные и трубные журналы;

5) Различные ведомости и др.

10. Разработка схемы подключений и соединений

Элементы и устройства изображают на схеме условными графическими обозначениями установленные стандартами ЕСКД и выполняют совмещенным и разнесенным способом.

Все элементы должны иметь позиционные обозначения, поставляемые рядом с графическими. Все же позиционные обозначения должны наноситься и на других типах схем. При необходимости на принципиальной схеме наносят принятые обозначения цепей и их отдельных участков. На схемах соединений и подключения должны быть обозначены все зажимы, провода, жгуты и кабели. Схемы соединения выполняют различными способами:

1) Подробные с изображением всех проводников и примерным их расположением;

2) То же, но без изображения проводов, показывая только короткие отрезки у мест подключения;

3) В виде таблицы;

4) Все соединения указывают в таблице соединений.

Спецификация проводов в монтажной электросхеме:

№ позиции	Номер провода	Марка провода	Количество и сечение провода	Защитная оболочка
1	С1,C2,С3,0	ПГВ	4х1	Металлорукав Р3-Ц-Х Ф12
2	C1, C2, C3, B1, 1, 2, 3, 15, зап.	ПГВ	3х2,5+6х1	Труба газовая
	0,9	ПГВ	2х1	Металлорукав Р3-Ц-Х Ф12
4	15	ПГВ	1х1	Металлорукав Р3-Ц-Х Ф12
5	B1,1,2,3	ПГВ	4х1	Металлорукав Р3-Ц-Х Ф15
6	C1,C2,C3	ПГВ	3х2,5	Металлорукав Р3-Ц-Х Ф15

Заключение

В данной курсовой работе я ознакомился с методикой проектирования пультов управления, произведены расчеты:

1) Мощности электродвигателя;

2) Выбор аппаратов защиты

Описал технику безопасности при работе на токарно-винторезном станке.

Данная курсовая работа помогла мне освоить материал по дисциплине «Электрооборудование отрасли», что поможет мне в дальнейшем при выполнении дипломного проекта и в дальнейшей работе.

Библиографический список

1. Металлорежущие станки. Под ред. А.С. Проникова. 1981.

2. Модзелевский А.А. и др. Токарные станки. 1973.

3. Металлорежущие станки Т. 1 / Под ред. Н.С. Ачеркана. - М.: Машиностроение, 1965.

4. Кугер А.М., Киватицкий М.М., Покровский А.А. Металлорежущие станки 1972.

5. ГОСТ 18097 - 88Е. Станки токарные и токарно-винторезные. Издательство стандартов, 1988.

Размещено на Allbest.ru