Токарно-винторезный станок модели 1A616К

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

На электромашиностроительных заводах механическая обработка занимает значительное место в общем процессе изготовления электрической машины в условиях крупносерийного и массового производства.

Металлорежущие станки являются распространенными производственными машинами, предназначенными для механической обработки заготовок из металла режущими инструментами. Путем снятия стружки заготовке предаются требуемая форма, размеры и чистота поверхности. станок ток производство машина

Станки токарной группы относятся к наиболее распространенным металлорежущим станкам и широко применяются на промышленных предприятиях, в ремонтных мастерских и т.д. В группу токарных станков входят: универсальные токарные, токарно-винторезные, револьверные, токарно-лобовые, карусельные, токарно-копировальные станки, токарные автоматы и полуавтоматы.

По размерам токарные станки бывают настольными, средними станками нормальных размеров и уникальными.

По точности и чистоте обработки они разделяются на станки для грубой обработки, станки нормальной и повышенной точности.

Общим для всех токарных станков является то, что деталь приводится во вращение - это движение называется главным, а инструмент (резец) перемещают вдоль заданного контура обработки это движение называется подачей.

Все большее распространение получают новейшие средства электрической автоматизации технологических установок, на базе полупроводниковой техники, высокочувствительной регулирующей и контрольно-измерительной аппаратуры. Это объясняет необходимость модернизации электрооборудования станков, так как модернизировать станок намного дешевле чем покупать и устанавливать новые.

1. Назначение и технические характеристики станка

Токарно-винторезный станок модели 1A616К является универсальным и предназначен для различных токарных работ, а также для нарезания метрической, дюймовой, модульной и питчевой резьбы.

Обрабатываемое изделие устанавливается в центрах илив патроне.

Рисунок 1. Схема основных узлов и органов управления.

Основные узлы:

10 - станина

20 - коробка скоростей

21 - передняя бабка

30 - коробка подач

31 -фартук

Органы управления:

1,2 - рукоятки управления коробкой скоростей

3,4, 5 - рукоятки установки величины подачи и шага резьбы

32 - суппорт

33 - гитара смежных шестерен

40 - задняя бабка

51 - охлаждение

80 - электрооборудование

6 - кнопка переключения ходового валика и ходового винта

7 - рукоятка установки нормального и увеличенного шаганарезаемой резьбы

8 - рукоятка изменения направления подач

9 - рукоятка включения перебора

10 - рукоятка поперечной подачи суппорта

11 - рукоятка поворота и крепления резцовой головки

12 - винт крепления каретки к станине

13 - рукоятка подачи верхней части суппорта

14 - рукоятка включения ганки ходового винта

15 - рукоятка крепления пиноли задней бабки

16 - винт поперечного смещения задней бабки

17 - рукоятка крепления задней бабки к станине

18 - маховичок перемещения пиноли задней бабки

19 - винты натяжения ремней передней бабки

20 - винты натяжения ремней электродвигателя

21 - ручка включения насоса охлаждения

22 - ручка включения электрооборудования станка в сеть

23 - ручка включения местного освещения

24 - рукоятка пуска станка и реверсирования шпинделя

25 - рукоятка включения поперечной подачи суппорта

26 - рукоятка включения продольной подачи суппорта

21 - кнопка выключения реечной шестерни при нарезании резьбы

28 - маховичок ручного перемещения каретки

Таблица 1. - Технические характеристики станка

Наименование	Величина
Наибольший наружный диаметр обрабатываемого изделия, ограничиваемого станиной, в мм	320
Наибольший наружный диаметр изделия, обрабатываемого над суппортом, в мм	180
Наибольший диаметр прутка, обрабатываемого в патроне в мм	34
Расстояние между центрами в мм	710
Нарезаемые резьбы:
Метрическая, шаг в мм	0,5-48
Дюймовая, число ниток на 1 дюйм	48-2,5
Модульная, шаг в модулях	0,25-5
Наибольшее перемещение суппорта в мм:
Продольное	670
Поперечное	195
Наибольший угол поворота резцовых салазок в градусах	90
Наибольшее перемещение верхней части суппорта в мм	120
Наибольшее перемещение пиноли в мм	120
Наибольшее поперечное смещение задней бабки в мм	±10
Число скоростей шпинделя	21
Пределы чисел оборотов шпинделя в минуту	11-2240
Число продольных и поперечных подач суппорта	24
Пределы подач суппорта в мм/об:
Продольных	0,08-2,64
Поперечных	0,08-1,65
Мощность главного электродвигателя в кВт	4,5
Габариты станка в мм	2225X1275X1220
Вес станка в кг	1500



2. Назначение электрооборудования и его основные характеристики

На токарно-винторезном станке модели 1А616К установлено два трехфазных электродвигателя:

-- электродвигатель, главного привода М1 типа АО2-41-4, мощность 4,0 кВт, 1450 об/мин.

-- электронасос охлаждения М2 типа ПА-22, мощность 0,12 кВт, 2800 об/мин.

Аппаратура управления и защиты установлена в шкафе управления.

На пульте управления, размещенном на электро шкафе, установлено:

-- П1 - переключатель скорости электродвигателя М1;

-- ВО - выключатель, электронасоса охлаждения М2;

-- УН - указатель нагрузки.

Электросхемой предусмотрен однофазный трансформатор ТБСЗ-О,16, напряжение первичной обмотки которого соответствует сети, а от вторичных обмоток питаются:

-- напряжением 110В -- цепи управления магнитных пускателей;

-- напряжением 36В -- цепь местного освещения и однофазный трансформатор ТБСЗ--О,16, напряжение первичной обмотки которого соответствует сети, а от вторичной обмотки напряжением 24В через выпрямительный мост питаются цепи электромагнитных муфт и промежуточных реле.



3. Техническое обоснование выбора системы электропривода

Диапазон регулирования частоты вращения шпинделя токарных станков достигает (80-100). При этом желательно иметь по возможности плавное ее изменение с тем, чтобы во всех случаях обеспечить наиболее выгодную скорость резания.

Для станков токарной группы, в которых главное движение является вращательным, требуется обычно постоянство мощности в большей части диапазона изменения скоростей и только в области малых скоростей - постоянство момента, равного наибольшему допустимому по условию прочности механизма главного движения. Малые частоты вращения предназначаются для специфических видов обработки: нарезания резьбы метчиками, обточки сварных швов и др.

В главных приводах токарных станков широкого назначения малых и средних размеров основным типом привода является привод от асинхронного короткозамкнутого двигателя. Асинхронный двигатель конструктивно хорошо сочетается с коробкой скоростей станка, надежен в эксплуатации и не требует специального ухода. Регулирование частоты вращения шпинделя станка в таком приводе осуществляется путем переключений шестерен коробки скоростей.

В токарных станках малых размеров пуск, остановка и изменение направления вращения шпинделя часто производятся с помощью фрикционных муфт. Двигатель при этом остается подключенным к сети и вращается в одном направлении.

Для главного привода некоторых станков применяются многоскоростные асинхронные двигатели. Использование такого привода целесообразно, если оно приводит к упрощению коробки скоростей или когда требуется переключение скорости шпинделя на ходу.

Тяжелые токарные станки, как правило, имеют электромеханическое ступенчато-плавное регулирование скорости главного привода с использованием двигателя постоянного тока. Сравнительно простая коробка скоростей таких станков дает две - три ступени угловой скорости, а в интервале между двумя ступенями осуществляется в диапазоне (3-5):1. Плавное регулирование угловой скорости двигателя изменением его магнитного потока. Это, в частности, обеспечивает возможность поддерживать постоянство скорости резания при точении торцевых и конусных поверхностей. При наличии в заданном диапазоне частоты вращения шпинделя участка с постоянством момента нагрузки целесообразно применить двухзонное электрическое регулирование угловой скорости двигателя. Это позволяет упростить коробку скоростей (уменьшить число ступеней скорости) и повысить использование двигателя в зоне постоянства момента нагрузки. Особенностью главного привода карусельных станков является большой момент сил трения в начале пуска (до 0,8 МНОМ) и значительный момент инерции планшайбы с деталью, превышающий на высоких механических скоростях в 8-9 раз момент инерции ротора электродвигателя. Применение в этом случае электропривода постоянного тока обеспечивает плавный пуск с постоянным ускорением.

В цехах машиностроительных заводов обычно нет сети постоянного тока, поэтому для питания двигателей тяжелых станков устанавливают отдельные преобразовательные устройства: электромашинные (система г-д) или статические (система ТП-Д).

Бесступенчатое электрическое регулирование скорости (двухзонное) применяют при автоматизации станков со сложным циклом работы, что позволяет легко переналаживать их на любые скорости резания (например, некоторые токарно-револьверные автоматы). Бесступенчатое электрическое регулирование скорости главного привода используется также для некоторых прецизионных токарных станков. Но во всех этих случаях диапазон регулирования скорости при постоянстве мощности нагрузки не превышает (4-5):1, в остальной части диапазона регулирование ведется при постоянстве момента нагрузки. Привод подачи небольших и средних токарных станков чаще всего осуществляется от главного двигателя, что обеспечивает возможность нарезания резьбы. Для регулирования скорости подачи применяются многоступенчатые коробки подач. Переключение ступеней производится вручную или с помощью электромагнитных фрикционных муфт (дистанционно).

В некоторых современных тяжелых токарных станках для привода подачи используется отдельный широкорегулируемый электропривод постоянного тока. Угловая скорость двигателя изменяется в диапазоне до (l00-200):1 и более; привод выполняется по системе ЭМУ-Д, ПМУ-Д или ТП-Д.



4. Выбор рода тока и величины напряжения

При проектировании электрооборудования необходимо выбрать род тока (переменный или постоянный) и напряжение сети.

Для силовых электрических сетей промышленных предприятий в основном применяется трехфазный переменный ток. Постоянный ток рекомендуется использовать в тех случаях, когда он необходим по условиям технологического процесса (зарядка аккумуляторных батарей, питание гальванических ванн и магнитных столов), а также для плавного регулирования частоты вращения электродвигателей. Если необходимость применения постоянного тока не вызвана технико-экономическими расчетами, то для питания силового электрооборудования используется трехфазный переменный ток.

При выборе напряжения следует учитывать мощность, количество и расположение электроприемников, возможность их совместного питания, а также технологические особенности производства.

Выбор рода тока для электрооборудования крана имеет важное значение, поскольку с ним связаны такие показатели, как технические возможности привода, капиталовложения, и стоимость эксплуатационных расходов, масса и размеры оборудования, его надежность и простота обслуживания.

При выборе рода тока для конкретного случая необходимо проанализировать требования к приводу и возможность их выполнения существующими системами на переменном токе.

С развитием силовой полупроводниковой техники открываются новые возможности применения двигателей постоянного и переменного тока в электроприводах крановых механизмов с питанием от тиристорных преобразователей, устанавливаемых непосредственно на кранах и подключаемых к сети переменного тока. Эти преобразователи имеют высокие энергетические и экономические показатели, повышенную механическую прочность и долговечность, нетребовательны в эксплуатации. При питании от общей сети переменного или постоянного тока для крановых электродвигателей применяется контроллерное или контактное управление. При контроллерном управлении все переключения в главных цепях двигателя производятся контактами силового контроллера, управление которым, особенно при интенсивном режиме работы, требует от крановщика значительных усилий и напряжения. Контакторное управление осуществляется с помощью магнитного контроллера, состоящего из командоконтроллера и контакторно-релейной панели. Переключения в главных цепях двигателя производятся контакторами, а крановщик управляет командоконтроллером. При контакторном управлении процессы пуска, торможения и реверса автоматизируются, что значительно облегчает условия работы крановщика в напряженных режимах. В ряде случаев на одном кране целесообразно применить как контроллерное управление для механизмов с менее напряженным режимом работы, так и контакторное управление - последнее обычно для механизмов подъема.

При выборе напряжения для питания непосредственно электроприемников необходимо обратить внимание на следующие положения:

- номинальными напряжениями, применяемыми на промышленных предприятиях для распределения электроэнергии (по ГОСТ 721-77), являются 10; 6; 0,66; 0,38; 0,22 кВт;

- применять на низшей ступени распределения электроэнергии напряжением выше 1 кВ рекомендуется только в случае, если установлено специальное электрооборудование, работающее при напряжении выше 1 кВ;

- если двигатели необходимой мощности изготавливаются на несколько напряжений, то вопрос выбора напряжения должен быть решен путем технико-экономического сравнения вариантов;

- в случае если применение напряжения выше 1 кВ не вызвано технической необходимостью, следует рассмотреть варианты использования напряжения 380 и 660 В. Применение более низких напряжений для питания силовых потребителей экономически не оправдано;

- при выборе одного из двух рекомендуемых напряжений необходимо исходить из условия возможности совместного питания силовых и осветительных электроприемников от общих трансформаторов;

- с применением напряжения 660В снижаются потери электроэнергии и расходом цветных металлов, увеличивается радиус действия цеховых подстанций, повышается единичная мощность применяемых трансформаторов и в результате сокращается количество подстанций, упрощается схема электроснабжения на высшей ступени распределения энергии. Недостатками напряжения 600В являются невозможность совместного питания сети освещения силовых электроприемников от общих трансформаторов, а также отсутствие электродвигателей небольшой мощности на напряжение 660В, так как в настоящее время такие электродвигатели нашей промышленностью не выпускаются;

-на предприятиях с преобладанием электроприемников малой мощности более выгодно использовать напряжение 380/220В;

- напряжение сетей постоянного тока определяется напряжением питаемых электроприемников, мощностью преобразовательных установок, удаленностью их от центра электрических нагрузок, а также условиями окружающей среды.



5. Анализ работы электрооборудования станка по схеме электрической принципиальной

Перед первоначальным пуском станка должны быть выполнены все указания.

Необходимо проверить, чтобы все рукоятки управления находились в фиксированных положениях.

В начальный период после пуска станка не рекомендуется работать при максимальных оборотах шпинделя.

Перед пуском станка в работу необходимо:

- тщательно очистить станок от антикоррозийных покрытий, нанесенных на открытые, а также закрытые кожухами обработанные неокрашенные поверхности, при помощи уайтспирита или керосина;

- заполнить места смазки маслом, а бачок охлаждения -

охлаждающей жидкостью (если работа ведется с охлаждением).

Перед пуском станка рукоятка вводного выключателя QF1 ставится в положение «включено», рукоятка управления - в среднее положение.

Шпиндель пускают в ход и останавливают включением и отключением электродвигателя M1, который управляется двумя магнитными пускателями КM1, КM2, переключателем SA3 с двумя рукоятками на три положения:

- верхнее - рабочий ход;

- среднее - стоп;

- нижнее - обратный ход.

Отключение электродвигателя М1 сопровождается торможением - магнитный пускатель КМ4 включает в статорную обмотку электродвигателя постоянный ток от выпрямителя VD.

В момент остановки электродвигателя реле контроля скорости вращения BRотключает магнитный пускатель KM4.

В фартуке предусмотрено блокирующее устройство, препятствующее одновременному включению подачи от ходового винта и ходового валика.

Для контроля степени загрузки электродвигателя M1 в корпус передней бабки встроен указатель нагрузкиA. Стрелка указателя не должна находиться длительное время правее зачерченной части шкалы.

5.1 Расчёт мощности и выбор электродвигателей

Электродвигатели выбирают по следующим условиям:

-по роду тока и величине напряжения;

-по конструктивному исполнению;

-по степени защиты от воздействия окружающей среды;

-по частоте вращения ротора;

-по мощности.

Покажем выбор электродвигателя для главного привода. Выбор осуществляем по условиям:

n_ном=n_мех( )

Р_ном= Р_z( )

где n_ном - номинальная частота вращения электродвигателя, об/мин;

n_мех- частота вращения входного вала механизма,об/мин;

Р_ном-номинальная мощность электродвигателя,кВт;

коэффициент полезного действия станка, попаспорту принимаем =0,9.

По условиям ( ) и ( ) имеем:

n_ном1500 об/мин

Р_ном4,47/0,9 = 4,97 кВт

По ( ) выбираем электродвигатель марки АИР112М4 с Р_ном =5,5 кВт,S_ном= 85,5 %,n_ном= 1500 об/мин,cos =0,86,I_п/I_ном=7,0.

Определяю потребляемую двигателем мощность по формуле:

(1)

Определяю номинальный момент двигателя по формуле:

(2)

, об/мин; (3)

где - синхронная частота вращения. По условию задания =1500об/мин.

(4)

Определяю максимальный момент двигателя из формулы:

(5)

от сюда следует:

Определяю пусковой момент двигателя из формулы:

(6)

Определяю номинальный ток по формуле:

(7)

пусковой ток из формулы:

; (8)

Определяю номинальное и критическое скольжения:

; (9)

а число оборотов по формуле:

(10)

; (11)

8. Охрана труда и техника безопасности при обслуживании электрооборудования

Указания мер безопасности

При наладке станка, установке и снятии обрабатываемого изделия, а также при замере размеров, во избежание случайного включения главного электродвигателя, следует рукоятку 24 (см. Рис. 1) поставить внейтральное положение, повернув ее вправо.

Рукоятки переключения скоростей, находящиеся на коробке скоростей и передней бабке, не переключать на ходу.

При работе на станке необходимо пользоваться защитным экраном.

При обработке изделия, установленного в центрах и с хомутиками, следует пользоваться поводковым патроном, имеющим защитный обод.

При обработке изделия в центрах задняя бабка должна быть укреплена на станине рукояткой 17 (см. рис. 1), а при тяжелых работах заднюю бабку необходимо дополнительно крепить специальным болтом.

Гайки крепления самоцентрирующего патрона или поводкового патрона на шпинделе станка должны быть надежно и равномерно завернуты.

Не допускается работа на станке без кожуха ограждения сменных шестерен гитары.

Прежде чем открыть дверку правой тумбы станка, где размещено электрооборудование, необходимо выключить вводной выключатель QF1.

При работе на станке все дверки и крышки электрооборудования должны быть плотно закрыты, и станок должен быть надежно заземлен.

Указания при обслуживании электрооборудования

Ввод от электросети подключается к зажимам вводного клемника. Для присоединения станка к сети защитного заземления сзади станка на передней тумбе установлен специальный болт.

Заземление станка обязательно!

При осмотре или ремонте электроаппаратуры вводной выключатель QF1 должен быть отключен.

Перед пуском станка в работу необходимо удалить смазку с полюсов электромагнитов в магнитных пускателях, просушить электродвигатели, если сопротивление изоляции обмоток менее 0,5 МОм, замеренное мегомметром на 500 вольт, Контакты магнитных пускателей специального ухода не требуют. После износа они подлежат замене. Срок износа контактов зависит от условий к режима работы станка. В случае сильного обгорания контактов допускается их зачистка мелким надфилем.

Не реже одного раза в два месяца очищать электрооборудование от пыли, подтягивать крепежные винты, проверять состояние контактов.

После 4000 часов работы (но не реже одного раза в год), а при пыльной и влажной среде - через 2000 часов (два раза в год) заменить смазку в шарикоподшипниках электродвигателей, для чего удалить старую смазку, промыть подшипники керосином, затем бензином, и заполнить свежей, смазкой 2/3 свободного пространства внутри подшипника.

Размещено на Allbest.ru