29999

Разработка автоматизированного электропривода шлифовального станка

Дипломная

Производство и промышленные технологии

В некоторых тяжелых станках применяется автоматическое регулирование скорости вращения двигателя в диапазоне примерно 2:1 с целью поддержания постоянства скорости резания. Поэтому при сравнительно больших диаметрах шлифовальных кругов до 1000 мм скорость вращения шлифовального шпинделя ниже или равна скорости вращения приводного двигателя около 950 об мин. Скорости вращения этих двигателей 24000 : 48000 об мин а при малых диаметрах шлифовальных кругов доходят до 150000 : 200000 об мин. При скоростях вращения до 48000 об мин ротор...

Русский

2013-08-22

127.05 KB

105 чел.

                             DIPLOMNAYA RABOTA 

Данная работа представляет собой разработку автоматизированного электропривода шлифовального станка. Разработанный электропривод должен соответствовать всем технологическим требованиям, предъявляемым к приводам станков шлифовальной группы. Первоначально в работе будет проведен расчет мощности и выбор двигателей электроприводов станка. После чего осуществляется выбор преобразователей электроприводов станка на базе комплектных электроприводов. В работе также предусмотрены проверка двигателей на нагрев и перегрузку, проверочный расчет силовых элементов преобразователей, расчет и построение статических характеристик электропривода, а также определение условий устойчивости системы.

Основной задачей данной работы является снабжение станка точным приводом с высокими экономическими показателями.

This work consists in designing the automatised electric drive of the grinding machine. The developed electric drive must respond to all technological requirements which claim to machine gears of grinding group.

First, the estimation of capacity and the choice of engine of the machine drives are to be carried on in this job. Then it's followed with choosing the reorganizes of the machine electric drives on the basis of complete drives.

In the work of the provides validation engines the heat and overload verification calculation of load-bearing elements transformers, calculation and building of static characteristics the electric drive and determination conditions for the sustainability of the system. The main task of this work is the machine supply precise coupled with high economic indicators.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЕКТИРУЕМОГО ОБЪЕКТА.

1.1. Общие положения электрооборудования шлифовальных станков.

1.2. Технологический процесс  

ГЛАВА 2 ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЮ.

2.1. Основные требования.

2.2. Электроприводы главного движения.

2.3. Электроприводы подачи.

ГЛАВА 3 ЭЛЕКТРОПРИВОД СТАНКА.

3.1. Расчёт мощности и выбор двигателя главного движения.

3.2 Расчёт мощности и выбор двигателя движения подачи.

3.3. Выбор преобразователей электроприводов станка на базе комплектных электроприводов.

3.4. Структурная схема электропривода станка. Расчёт параметров и передаточные функции элементов системы.

3.5. Расчёт статических характеристик электропривода станка.

3.6. Принципиальная схема управления электроприводом станка.

ГЛАВА 4 ВОПРОСЫ ОХРАНЫ ТРУДА И ПОЖАРНАЯ ПРОФИЛАКТИКА.

Заключение

Литература

Расчет на ЭВМ

Введение

Ведущую роль всех отраслей промышленности отводят развитию машиностроения и металлообработки. Электрификация создает мощную техническую базу для построения производственных машин, способных обеспечить небывалую производительность труда, для широчайшего размаха механизации и комплексной автоматизации производственных процессов. В общем выпуске станков должно быть обеспечено опережающее развитие станков высокой точности, специальных и агрегатных, шлифовальных автоматических линий. К металлорежущим станкам предъявляются следующие основные требования:

1) возможно большая производительность при соблюдении достаточной точности формы и размеров, а также чистоты поверхности обрабатываемых на станке изделий;

2) простота и легкость обслуживания;

3) сравнительно низкая первоначальная стоимость и небольшие эксплуатационные расходы;

4) возможно малый вес и габариты;

5) простота изготовления и сборки отдельных узлов станка.

Все прогрессивные мероприятия по созданию металлорежущих станков в той или иной степени связаны с развитием автоматизированного ЭП. Глубокая электрификация металлорежущих станков является одним из путей, ведущих к упрощению конструкций станков, уменьшению их веса; она способствует развитию автоматизации управления, направленной на сокращение времени, затрачиваемого на производство продукции.

Автоматизация управления электроприводами весьма эффективно решает задачи комплексной автоматизации в виде автоматических линий станков, отдельных цехов и даже заводов.

Возможность использования преимуществ электрического управления и стремление значительно упростить кинематику отдельных звеньев станка привели к современному автоматизированному многодвигательному приводу, в котором различные движения выполняются от отдельных электродвигателей.

ГЛАВА 1. Характеристика проектируемого объекта

1.1  Общие положения электрооборудования шлифовальных станков.

Многочисленную группу шлифовальных станков можно разделить на две основные категории :

1) круглошлифовальные;

2) плоскошлифовальные.

Почти во всех шлифовальных станках в качестве главного привода используется нерегулируемый асинхронный короткозамкнутый двигатель. В некоторых тяжелых станках применяется автоматическое регулирование скорости вращения двигателя в диапазоне примерно 2:1 с целью поддержания постоянства скорости резания. Скорость резания на шлифовальных станках в среднем составляет 30 :50 м/сек. Поэтому при сравнительно больших диаметрах шлифовальных кругов (до 1000 мм) скорость вращения шлифовального шпинделя ниже или равна скорости вращения приводного двигателя (около 950 об/мин).

При малых диаметрах шлифовальных кругов, что чаще всего имеет место в небольших станках и особенно в станках внутришлифовальных, приходится применять ускоряющие передачи от двигателя и шпинделю или специальные двигатели на большие скорости; в последнем случае вал шлифовального шпинделя является продолжением вала двигателя. При этом конструктивно короткозамкнутый асинхронный двигатель и шлифовальный шпиндель объединены в одно устройство, называемое иногда электрошпинделем.

При этом конструктивно короткозамкнутый асинхронный двигатель и шлифовальный шпиндель объединены в одно устройство, называемое иногда электрошпинделем. Скорости вращения этих двигателей 24000 : 48000 об/мин, а при малых диаметрах шлифовальных кругов доходят до 150000 : 200000 об/мин. На статоре двигателя электрошпинделя, набранном из листовой электротехнической стали, расположена двухполюсная обмотка. При скоростях вращения до 48000 об/мин ротор выполняется также из листовой стали с короткозамкнутой обмоткой. Для скоростей, превышающих 48000 об/мин, в связи с увеличением потерь в стали статор снабжается рубашкой с охлаждением проточной водой. Ротор такого двигателя выполняется из массивного стального цилиндра.

Подача на шлифовальных станках (вращение обрабатываемого изделия, продольное и поперечное перемещения шлифовальной бабки) регулируется в пределах от (6-8):1 до (25-30):1 и выше. В качестве регулируемого привода для вращения изделия широко используются различные системы с двигателями переменного тока (короткозамкнутые асинхронные двух- и многоскоростные двигатели, привод с электромагнитной муфтой скольжения ) и двигатели постоянного тока (система генератор-двигатель в различных модификациях, системы с тиристорными преобразователями и с магнитными усилителями). Для механизмов продольной подачи станков небольших и средних размеров часто применяются гидравлические системы. Для вспомогательных механизмов (быстрое перемещение шлифовальной бабки, насосы смазки и охлаждения и др. ) используются нерегулируемые короткозамкнутые двигатели. В шлифовальных станках используется так называемый активный способ контроля размеров обрабатываемых изделий, заключающийся в непрерывном измерении размеров в процессе обработки и автоматической подаче соответствующих импульсов системе управления станком для получения необходимых форм и размеров изделия. Особенностью электрооборудования плоскошлифовальных станков является применение в них электромагнитных столов, позволяющих быстро и просто обеспечить надежное закрепление обрабатываемых изделий.

1.2. Технологический процесс  

При шлифовании главного движения сообщаеться шлифовальному кругу ,а поступательное перемещение его есть движение подачи . Движение подачи может быть осуществлено также при поступательном перемещении обрабатываемой детали относительно шлифовального круга. Вспомогательными движениями на шлифовальных станках являются быстрое перемещение стола и др.

В соотвествии с различными видами обработки различают:

1) Круглое шлифование ( наружное и внутренное )

2) Плоское шлифование

При наружном ,а также внутренном круглом  шлифовании процесс обработки изделий по длине ,превыщаюший ширины В шлифовального круга ,связан с перемещением круга на соотвествующую глубину резания и продольной подачей изделия или шлифовального круга . Кроме того ,для улучшения каякства обработки изделий последним сообщается вращение ,как правило ,в сторону ,противоположную вращению щлифовального круга .

Окружная скорость изделия ( м/мин) при круглом шлифование ( наружное и внутренное ) определяется по формуле :

                                              (м/мин)

где

- скорость изделия

- диаметр обрабатываемого изделия

-стойкость шлифовальнога круга

- глубина шлифования (поперечная подача) на один двойной ход

- продольная подача на один оборот изделия

Наибольшие значения  окружной скорости соответствуют наибольшим диаметрам и минимальным подачам, и, наоборот, меньшие окружные скорости соответствуют минимальным диаметрам и  наибольшим подачам. Например, при обработке изделий  из закаленной стали  при стойкости шлифовального круга Т=15 мин, постоянной продольной подаче, равной 0,5 ширины круга, и при изменении глубины шлифования в пределах от 0,015 до 0, 005 мм на один двойной ход  стола окружная скорость изделия при наружном шлифовании должна изменяться в пределах от 6 до 52 м/мин. Отмеченное изменение окружной скорости изделия  относится к соответствующему изменению диаметров  шлифуемого изделия от 20 до 300 мм.

Скорость резания  , определяемая окружной скоростью шлифовального круга, изменяется в сравнительно малых пределах и составляет в среднем 30-50 м/сек, а иногда и выше - до 75 м/сек. Поэтому понятно, что при таких высоких скоростях резания допускаются при шлифовании незначительные глубины шлифования.

Для наружного круглого шлифования глубина резания (шлифования) за одни продольный ход  принимается: а) при черновом шлифовании t =0,01 – 0,025мм; б) при чистовом шлифовании  t=0, 002-0,01 мм. Для внутреннего шлифования глубина резания  на один двойной ход принимается: а) при черновом шлифовании t= 0,005- 0,015 мм; б) при чистом шлифовании  t= 0,002- 0,01мм. Соответственно продольные подачи в долях ширины круга   для черного шлифования; для чистого шлифования (большие значения относятся к большим диаметрам, и наоборот).

Для наружного круглого шлифования изделий из закаленной стали мощность резания ( кВт ) :

- мощность резание

- скорость изделия ,м/мин

- 

-

-глубина шлифования на один двойной ход,мм

Мощность резания меняется в значительно меньших пределах чем изменяются диаметры обрабатываемого изделия. Например при изменении диаметра от 20мм до 300 мм и выборе оптимальной окружной скорости при наружном шлифовании меняется от 3,6 до 5,9 кВт. Меньшее значение относиться к меньшему диаметру ,большее- к большему.

При плоском шлифовании различают два основных вида работ. При плоском шлифовании периферией круга главное движение сообщается шлифовальному круга главное движение сообщается шлифовальному кругу, вращающемуся относительно неподвижной оси. Поперечная подача осуществляется перемещением шлифовального круга. Стол, на котором закрепляется обрабатываемое изделие, совершает возвратно-поступательное перемещение, выполняя продольную подачу.

Скорость изделия (м/мин)

Соответственно мощность резания (кВт)

Скорость шлифования, как и при круглом шлифовании, составляет в среднем 30-50 м/сек.

Обработка изделий периферией круга производится также на станках с круглым столом. При этом обрабатываемые детали закрепляются на столе и вместе с ним вращаются. Вращение деталей является одним движением подачи, прямолинейное перемещение шлифовального круга в радиальном направлении – другим движением подачи.

При плоском шлифовании торцевой частью круга на станках с прямоугольным и круглым столом главное движение также выполняется вращением шлифовального круга.

Движение подачи на станках с прямоугольным столом осуществляется за счет возвратно-поступательного движения стола с закрепленными на нем изделиями. Если ширина обрабатываемой поверхности превышает диаметр шлифовального круга, то следует осуществить и поперечную подачу. Вертикальное перемещение шлифовального круга, осуществляемое за каждый ход стола (двойной или, иногда, одинарный), соответствует требуемой глубине шлифования.

Скорость возвратно-поступательного перемещения стола определяется он той же формуле, как и для случая плоского шлифования периферией круга.

При плоском шлифовании на станках с круглым столом подача изделия совершается за счет вращения стола. Перемещение шлифовального круга за один оборот стола соответствует глубине шлифования. Изделие совершает вращательное движение, как правило, в сторону, противоположную направлению вращения шлифовального круга.

ГЛАВА 2.Основные требования, предъявляемые к станочным электроприводам

2.1. Основные требования.

Требования к электроприводам и системам управления станками определяются технологией обработки, конструктивными возможностями станка и режущего инструмента.

Основными технологическими требованиями являются обеспечение: самого широкого круга технологических режимов обработки с использованием современного режущего инструмента; максимальной производительности; наибольшей точности обработки; высокой чистоты обрабатываемой поверхности высокой степени повторяемости размеров деталей в обрабатываемой партии (стабильности).

Удовлетворение всем этим и другим требованиям зависит от характеристик станка и режущего инструмента, мощности главного привода и электромеханических свойств приводов подач и систем управления .При всем многообразии станков требования, предъявляемые к приводам станков, определяются главным образом тем, к какой группе относится станок, а для какого движения предназначен привод: главного, подачи или вспомогательно. Именно это определяет мощность, способ и диапазон  регулирования скорости, необходимую плавность регулирования, требование к жесткости и стабильности характеристик, требования к динамике.

2.2. Электроприводы главного движения.

Мощность,развиваемая при резании, определяется скоростью резания и усилием резании. Усилие резания F2 определяется подачей и  глубиной резания при неизменных материалах и геометрии резца и заготовки .

Для приводов главного движения наиболее рациональным являться способ регулирования скорости постоянной мощностью, так как большим скоростям резания соответствует меньшие усилия резания , а меньшим скоростям большие усилия .

Диапазон регулирования частоты вращения определяется пределами скоростей резании» и диаметров обрабатываемых изделий. Это определяется тем, что на универсальных станках могут обрабатываться детали из различных материалов с разных размеров, в частности разных диаметров. Для обработки изделий одинакового диаметра из различных материалов необходимо обеспечить определенный диапазон регулирования скорости резания. с другой стороны, рациональная об работка изделий из одного и того же материала, но разных диаметров, требует постоянной скорости, м/мин,

                                                         v= πdn/1000=const.

Соблюдение условия v= const достигается регулированием скорости привода с диапазоном регулирования, определяемым диапазоном диаметров. Так, для токарных стан ков с диаметром устанавливаемых изделий d от 320 до 1000 мм требуемый диапазон регулирования частот вращения около 50, а для токарно-карусельных станков с диаметром обрабатываемости изделия от 1250 до 4000 мм он доходит до 80.

В высокоавтоматизированных станках с числовым программным управлением (ЧПУ) функции, выполняемые электроприводом главного движения, значительно усложнены.

Помимо стабилизации частоты вращения, при силовых режимах резания требуются обеспечение режимов позиционирования шпиндeля при автоматической смене инструмента и производстве легких долбежных и строгальных работ, а также возможность нарезания резьбы как метчиками, так и резцами. Это неизбежно ведет к увеличению требуемого диапазона регулирования частоты вращения. Так, при требуемой точности позиционирования шпинделя 0,1максимальной частоте вращения двигателя 3000-5000 об/мин суммарный диапазон изменения частоты вращения должен быть не менее 10000

Электромеханический способ регулирование скорости (частоты вращения) для приводов главного движения является наиболее перспективным. Требуемый технологический диапазон регулирования скорости шпинделя с постоянной мощностью, равный 20—50 при двухступенчатой коробке скоростей, можно обеспечить при электрическом

регулировании скорости двигателя с постоянной мощностью в диапазоне  5: 1 — 10 : 1, что вполне осуществимо при современных дпт. На скоростях ниже номинальных регулирование осуществляется с постоянным моментом. Таким образом, получается двухзонное регулирование скорости, при небольшой мощности главного привода применяют однозонное регулирование скорости с постоянным моментом.

Плавность регулирования φ  при ступенчатом регулировании скорости устанавливается из следующего ряда: 1,06; 1,12; 1,26; 1,41; 1,58; 1,78; 2. При электрическом регулировании возможно обеспечить плавность φ1 = 1

Стабильность работы привода характеризуется перепадом частоты вращения при изменении нагрузки, напряжения питающей сети, температуры окружающего воздуха и т.п. Погрешность регулирования определяется суммированием следующих отклонений; отклонение частоты вращения при изменении нагрузки на — 0,4 /ном по отношению к 0,6 /ном при номинальном напряжении питания и постоянной температуре окружающей среды 20± 5°С; изменение частоты вращения при изменении температуры окружающей среды от 20±5 до 45 °с при питании номинальным напряжением при номинальной нагрузке /ном; изменение частоты вращения при изме нении напряжения питания на ± 10 % к номинальному при  холостом ходе и постоянной температуре.

Погрешность частоты вращения при изменении нагрузки определяется по формулам:

                                

Погрешность частоты вращения при изменении температуры :

                                 

Погрешность частоты вращения при изменении напряжения сети :

                          

Суммарная погрешность частоты вращения  :

                             

                      

Погрешность частоты вращения при изменении направления вращения определяется при холостом ходе привода, номинальном напряжении питания и температуре окружающего воздуха 20 ± 5 °С и рассчитывается по формуле :

                                               

где ппр, пл — частота вращения при правом и левом направлениях.

Значения допустимых погрешностей частоты вращения и коэффициента неравномерности в различных диапазонах регулирования приведены в табл. Коэффициент неравномерности рассчитывается как отношение разности максимальной п1 и минимальной п2 мгновенных частот вращения к средней частоте вращения при холостом ходе привода:

                  

                                               

В современных станках с ЧПУ динамические характеристики приводов главного движения по управлению прямым образом определяют производительность, что нехарактерно для других станков, где электропривод главного движения, в основном был предназначен для длительных режимов работы с номинальными мощностями. Цикл смены инструмента происходит за 5— 10с, при этом время позиционирования шпинделя и, следовательно, время пуска и торможения с любой частоты вращения не должны превышать 2—4 с. При наличии зазоров в кинематической цепи главного привода перерегулирование приводит и дополнительным затратам времени на позиционирование, поэтому появляется необходимость обеспечения монотонного апериодического характера изменения скорости.

Динамические характеристики электропривода по нагрузке практически определяют точность и чистоту обработки изделия, а также стойкость инструмента. Устойчивый процесс резания при необходимой точности и чистоте поверхности возможен, если параметры настройки привода обеспечивают при набросе номинального момента нагрузки максимальный провал скорости не более 40 % при времени восстановления, не превышающем 0,25с.

Отличительной особенностью главного привода для высокоавтоматизированных станков с ЧПУ является необходимость применения реверсивного привода даже в тех случаях, когда по технологии обработки не требуется реверс. Требование обеспечения эффективного торможения и подтормаживания при снижении частоты вращения и режимов поддержания постоянной скорости резания приводит к необходимости применении реверсивного привода с целью получения нужного качества переходных процессов.

В ряде шлифовальных и сверлильных станков требуется получение высоких частот вращения двигателей. Например, при внутреннем шлифовании отверстий с диаметрами от 1 до 800 мм линейная скорость круга должна сохраняться- в пределах 12—120 м/с. Ввиду большого диапазона изменения размеров отверстий частота вращения шлифовального круга должна составлять 2—200 тыс. об/мин. В многошпиндельных сверлильных стайках, предназначенных для сверления печатных плат, также требуется получение высоких частот вращения 6—60 тыс. об/мин. Аналогичные примеры использования высокоскоростных механизмов имеются в координатно-шлифовальных, заточных, резьбой шлицешлифовальных станках.

Получение столь высоких частот вращения возможно путем применения повышающей ременной передачи от двигателя с частотой вращения 3000 об/мин либо высокоскоростных двигателей. В первом случае используются короткозамкнутые АД с частотой питания сети 50 Гц. Такое решение применяется при мощности до 2—3 кВт и частоте вращения круга до 18тыс. об/мин. Прн применении указанного типа привода на частоты. вращении более 20 тыс. об/мин получается неблагоприятное соотношение диаметров шкивов на двигателе и шпинделе. Угол охвата ремнем шкива на шпинделе оказывается недостаточным для передачи требуемой мощности. Использование второго типа привода с высокоскоростным двигателем — электрошпинделем, на валу которого крепитси режущий инструмент, позволяет получить наиболее рациональную конструкцию механизма главного движения.

Однако только упрощение конструкции главного привода не решает задачи существенного повышения производительности и качества обработки на станках. Например, в шлифовальных станках широкий диапазон размеров шлифуемых отверстий требует применения различных шлифовальных кругов. Это вызывает необходимость в изменении частоты вращения двигателя при изменении размера отверстий, износе шлифовального круга в процессе работы. До настоящего времени в большинстве станков для изменении частоты вращения круга менялся электрошпиндель. На одном станке использовалось до четырех сменных электрошпинделей с различными номинальными частотами вращения.

Применение регулируемого привода с электрошпинделем позволяет сохранить неизменной скорость шлифования по мере износа круга. Обеспечивается получение оптимальных режимов обработки путем регулирования скорости резания. В стайках, где требуется широкий диапазон частот вращения шлифовальных кругов, применеиие регулируемого привода обеспечивает требуемые режимы шлифования без смены двигателя, что позволяет повысить производительность станка путем снижении вспомогательного времени при переналадке и смене шпинделя.Выпускаются также станки с пневмошпинделями, частоту вращения которых можно регулировать с помощью специальных устройств. Однако мощность пневмошпинделей не превышает 1 кВт, что ограничивает область их применения.

Требования к высокоскоростным приводам в значительной степени определяются уровнем автоматизации станка. Развитие шлифовальных станков характеризуется резким ростом за последние 15 лет потребной мощности электрошпинделей. Это приводит к тому, что на станках-автоматах электрошпиндели в номинальном режиме используются на предельных режимах. Необходимость регулирования в режиме с постоянной мощностью нагрузки требует соответствующего завышения установленной мощности электрошпинделей. Это требование вступает в противоречие с возможностью изготовления электрошпинделя за большие номинальные мощности. Поэтому следует ожидать применения регулируемого главного привода с ограниченным диапазоном до 1,5:1. Для получения большего диапазона необходимо ставить электрошпиндель с другим значением номинальной частоты вращения при сохранении требуемой мощности резания.

В универсальных внутришлифовальных и других станках ввиду существенно меньших  требуемых мощностей диапазон бесступенчатого регулирования главного привода устанавливается исходя из технологических требований и экономических обоснований и соображений по возможности завышения установленной мощности привода. Основные требования к главным приводам различных групп станков приведены в таблице.

В координатно-шлифовальных станках требуемая мощность шлифования невелика, что позволяет на диапазон частот вращения от 12 до 96 тыс. об/мин использовать лишь три регулируемых сменных шпинделя.

Таким образом, в станках-автоматах общий диапазон регулирования частоты вращения достигает 4:1. В процессе обработки однотипных деталей необходимо регулирование в диапазоне до 1,5:1. В универсальных станках общий диапазон регулирования составляет (5—8): 1, однако из-за существенно менее интенсивных режимов резания мощности требуются значительно меньшие. При частотах вращения 12—18 тыс. об/мин, мощность шлифования не превосходит 2—3 кВт.

Ряд других требований к высокоскоростному электроприводу не отличается от рассмотренных ранее для систем постоянного тока.

2.3. Электроприводы подачи.

Расширение технологических возможностей станков n в первую очередь многооперационных (обрабатывающих центров), а также освоение нового твердосплавного и быстрорежущего инструмента обеспечили возможность проведения на одном станке различных технологических операций: фрезерования, сверления и растачивания; точения, сверления и растачивания

Эго в свою Очередь привело к усложнению электроприводов подач вследствие увеличения вращающего момента на валу двигателя, расширения диапазона рабочих подач и установочных перемещений, увеличения быстродействия привода как при управляющем воздействии, так и при возмущении по нагрузке и т. д.

В последние годы существенно изменялась конструкция станков вследствие значительного сокращения механической части приводов подач. В ряде случаев стала возможной установка высокомоментных двигателей, имеющих меньшие габаритные размеры по сравнению с обычными ДПТ с электромагнитным возбуждением, непосредственно на ходовой винт. Исключение коробки передач привело не только к сокращению механической части привода, но также и к повышению КПД и снижению момента инерции электромеханического привода. В связи с этим снизилась нагрузка на двигатель при холостых перемещениях на аозросла составляющая отрезания в общей нагрузке приводов подач. В большинстве современных станков средних размеров нагрузка на двигатель при рабочих подачах без резания составляет не более 20—30 % номинальной.

Рост составляющей от сил резания в общей нагрузке на привод подачи увеличил колебание нагрузки на электроприводе подачи при резаиии, что ужесточило требование к статической  динамической жесткости привода подачи.

Увеличение скорости быстрых перемещений до 10؛м/мин, снижение скорости установочных перемещений привело к значительному увеличению диапазона регулирования. Максимальная рабочая подача на современных многооперационных станках составляет 10—30 % скорости быстрых перемещений.

Полный диапазон регулирования в станках фрезерной, расточной и токарной групп состовляет 10-10 000 , а в карусельных расширяется до 30 000—40 000. Реальный диапозон регулирования привода подачи каждой оси в станках с чпу при контурном фрезеровании бесконечен, так как минимальная подача по каждой оси в двух точках обрабатываемой окружности равна нулю.

Скорость быстрых перемещений зависит от характеристик механической части привода, максимальной частоты сигнала управлении приводом от системы ЧПУ, дискретности управления, максимальной частоты вращения приводного электродвигателя, коэффициента редукции передачи от двигателя к механизму, коэффициента усиления по скорости следущего привода и максимального значения ошибки, запоминаемой системой ЧПУ.

На небольших токарных и сверлильных стайках, в том числе дли сверления печатных плат с большим количеством операций и малым ходом, наибольшее значение имеет быстродействие привода и систем ЧПУ. В этих случаях часто производительность ограничена самим станком. В соответствии с предельными характеристиками передач винт—гайка качения определяются максимальная требуемая частота вращения двигателя и максимально допустимое ускорение как отношение максимального вращающего момента к собственному моменту инерции винта. Таким образом, в каждом конкретном случае может быть найдено минимально допустимое время переходного процесса по условиям механической прочности передачи винт—гайка качения.

Система ЧПУ также вносит ограничение -минимального времени разгона и замедления привода. Как известно, система может запомнить ограниченную ошибку между заданным и действительным положениями координатных осей станка. Эта ошибка в разных системах составляет от ± 0,5 мм (Н22, НЗЗ, Н55) до ± 10 мм (1Н22, размер 4) при линейной зависимости сигнала, управляющего электроприводом, от ошибки. Это рассогласование может быть увеличено в переходных режимах при наличии так называемого накопителя в системе ЧПУ соответственно до ± (3—5) мм в до ± 20 мм. При этом сигнал управления приводом остается на неизменном уровне, соответствующем рассогласованию:± 0,5 или ± 10 мм, до выхода системы из накопителя. Из-за неудовлетворительных динамических свойств регулируемого электропривода, особенно при возмущении по нагрузке, появляется шероховатость поверхности, поэтому весьма важно обеспечить высокое быстродействие привода при сбросе и набросе нагрузки, а также приреверсе двигателя под нагрузкой на самых малых частотах вращения (контурное фрезерование в режиме- круговой интерполяции). Для электроприводов подач изменение частоты вращения при набросе и сбросе нагрузки 0,5 Mном относительно уровня 0,5 Mном не должно превышать 100 %  при n= 0,001 Пном и времени восстановления 100 мс. Время реверса под нагрузкой Мном   n=0,001 Пном  не  более 0,5 с.

Стабильность позиционирования и обработки в значительной степени зависит от стабильности электромеханической системы приводов подач, которая определяется стабильностью ее звеньев и в первую очередь привода, датчика положения и системы ЧПУ. Стабильность характеристик комплектного электропривода при достаточно большом коэффициенте усиления определяется стабильностью входного усилителя и датчика скорости — тахогенератора. Причем наибольшая нестабильность имеет место при малых частотах вращения, когда полезный сигнал соизмерим с дрейфом нуля усилителя и падением напряжения в щеточном контакте тахогенератора. Именно поэтому в большинстве широкорегулируемых приводов, выпускаемых ведущими зарубежными электротехническими фирмами, применяются высокостабильные входные полупроводниковые усилители и устанавливаются серебряные щетки на тахогенераторе. Порядок величин, характеризующих допустимые нестабильности входного сигнала и сигнала обратной связи, можно определить из следующих рассуждений. В большинстве систем ЧПУ ошибке в 10 мм соответствует, сигнал управления приводом, приблизительно равный 10 В. Таким образом, нестабильности сигнала в 1 мВ соответствует ошибка 1 мкм. А так как нестабильность привода подачи является лишь составляющей в общей доле нестабильности позиционирования и обработки, то можно судить об исключительно высоких требованиях к стабильности характеристик регулируемого электропривода. Погрешности, допустимые для современных приводов подач, в соответствии с требованиями Интерэлектро приведены в таблице. Формулы, по которым рассчитываются погрешности, те же, что для главного привода.

                                 

Другим фактором, влияющим иа стабильность. а следовательно, и на идентичность  параметров при обработке партии деталей, является характер переходного процесса по управляющему воздействию в замкнутых системах следящего на регулируемого электроприводов. При апериодическом переходном процессе и движении в одну сторону не происходит раскрытие люфтов в механических узлах, а также отсутствует влияние гестерезиса, что приводит к существенному повышению стабильности и точности позиционирования и обработки.

В соответствии с проведенным анализом можно сформулировать качественные требования к станочным электроприводам. Количественные оценки должны быть определены конкретно применительно к каждой группе станков. Установка во всех станках сверхточных, сверхбыстродействующих и сверхстабильных электроприводов сопряжена со значительными техническими трудностями и необоснованно высокими экономическими затратами.

Таким образом, основные требования, предъявляемые к современным станочным электроприводам, следующие: минимальные габариты электродвигателя при высоком решающем моменте; высокая максимальная скорость; значительная перегрузочная способность привода в режимах кратковременной и повторно-кратковременной нагрузки; широкий диапазон регулирования; высокая стабильность характеристик и в первую очередь усилителя и тахогенератора; высокое быстродействие при периодическом характере переходных процессов разгона и торможения; высокое быстродействие при набросе и сбросе нагрузки и при реверсе под нагрузкой на самых малых частотах вращения; высокая равномерность движения при различной нагрузке на всех скоростях вплоть до самых малых; высокая надежность и ремонтопригодность; удобство конструктивной установки двигателя на станке и встройки преобразователей в шкафы и ниши станков; малые габаритные размеры и расход активных материалов; небольшой расход дефицитных материалов; Простота наладки, ремонта и эксплуатации; высокая унификация узлов и отдельных элементов; высокая экономичность и малая стоимость.

Как видно из перечисленных, а также многих других требований, совмещение всех их в одном устройстве принципиально невозможно. Поэтому при проектировании и применении станочных электроприводов в каждом конкретном случае удовлетворение одним требованиям достигается в ущерб другим.

В силу этого для правильного выбора электроприводов станков очень важно иметь возможно более полный перечень характеристик применяемых электроприводов и в первую очередь удовлетворяющих отмеченным требованиям.

ГЛАВА 3 . Электропривод станка.

3.1 Расчёт мощности и выбор двигателя главного движения

Определение мощности электроприводов металлорежущих станков, как и в других случаях, производится по методике, изложенной в разделе. Для определения нагрузки двигателя необходимо определить режимы резания, т. е. скорость, усилие и мощность резания, для наиболее тяжелого режима обработки.

Каждый вид обработки характеризуется оптимальными значениями скоростей, усилий и мощностей, зависящих от материала детали, материала и геометрии режущего инструмента, которые определяются по эмпирическим формулам или по специальным картам технологических нормативов. Например, Окружная скорость изделия   (м/мин) при круглом шлифовании (наружном  или внутреннем) определяется по формуле:

                                           (м/мин)

- скорость изделия

- диаметр обрабатываемого изделия

-стойкость шлифовальнога круга

- глубина шлифования (поперечная подача) на один двойной ход

- продольная подача на один оборот изделия,

     =  = ==13,48 м/мин

Данные :

= 0,3

Х=1

У=1

К=0,3

d=60 мм

l=140 мм

t=

=1,25

=0,7

K=1,5-1,7

Дополнительное время :

=0,8 мин

=0,28 мин

=0,7 мин

 = 0,23 мин

                                        = 0,540=20 мм/об

Наибольшие значения  окружной скорости соответствуют наибольшим диаметрам и минимальным подачам, и, наоборот, меньшие окружные скорости соответствуют минимальным диаметрам и  наибольшим подачам. Например, при обработке изделий  из закаленной стали  при стойкости шлифовального круга Т=15 мин, постоянной продольной подаче, равной 0,5 ширины круга, и при изменении глубины шлифования в пределах от 0,015 до 0, 005 мм на один двойной ход  стола окружная скорость изделия при наружном шлифовании должна изменяться в пределах от 6 до 52 м/мин. Отмеченное изменение окружной скорости изделия  относится к соответствующему изменению диаметров  шлифуемого изделия от 20 до 300 мм.

Скорость резания  , определяемая окружной скоростью шлифовального круга, изменяется в сравнительно малых пределах и составляет в среднем 30-50 м/сек, а иногда и выше - до 75 м/сек. Поэтому понятно, что при таких высоких скоростях резания допускаются при шлифовании незначительные глубины шлифования.

Для наружного круглого шлифования глубина резания (шлифования) за одни продольный ход  принимается: а) при черновом шлифовании t =0,01 – 0,025мм; б) при чистовом шлифовании  t=0, 002-0,01 мм. Для внутреннего шлифования глубина резания  на один двойной ход принимается: а) при черновом шлифовании t= 0,005- 0,015 мм; б) при чистом шлифовании  t= 0,002- 0,01мм. Соответственно продольные подачи в долях ширины круга   для черного шлифования; для чистого шлифования (большие значения относятся к большим диаметрам, и наоборот).

2)

 L= l +  = 140 + 40/2 =160 мм

L-

l-

3) Определяем машинное время

                                                 

                                       

                                                                                 

- машинное время

-

-

-

-

-

 =  = 1348 / 18,84 = 71,54 об/мин 

 =

  

3) Определяем мощность резание

Для наружного круглого шлифования изделий из закаленной стали мощность резания ( кВт ) :

- мощность резание

-

-

-

-

2) Расчет мощности главного электропривода при чистом шлифовании

   = 0,240=8 мм/об

Окружная скорость изделия   (м/мин) при круглом шлифовании (наружном  или внутреннем) определяется по формуле:

                                                          (м/мин)

- скорость изделия

- диаметр обрабатываемого изделия

-стойкость шлифовальнога круга

- глубина шлифования (поперечная подача) на один двойной ход

- продольная подача на один оборот изделия,

      =  = ==93,65 м/мин

Наибольшие значения  окружной скорости соответствуют наибольшим диаметрам и минимальным подачам, и, наоборот, меньшие окружные скорости соответствуют минимальным диаметрам и  наибольшим подачам. Например, при обработке изделий  из закаленной стали  при стойкости шлифовального круга Т=15 мин, постоянной продольной подаче, равной 0,5 ширины круга, и при изменении глубины шлифования в пределах от 0,015 до 0, 005 мм на один двойной ход  стола окружная скорость изделия при наружном шлифовании должна изменяться в пределах от 6 до 52 м/мин. Отмеченное изменение окружной скорости изделия  относится к соответствующему изменению диаметров  шлифуемого изделия от 20 до 300 мм.

Скорость резания  , определяемая окружной скоростью шлифовального круга, изменяется в сравнительно малых пределах и составляет в среднем 30-50 м/сек, а иногда и выше - до 75 м/сек. Поэтому понятно, что при таких высоких скоростях резания допускаются при шлифовании незначительные глубины шлифования.

Для наружного круглого шлифования глубина резания (шлифования) за одни продольный ход  принимается: а) при черновом шлифовании t =0,01 – 0,025мм; б) при чистовом шлифовании  t=0, 002-0,01 мм. Для внутреннего шлифования глубина резания  на один двойной ход принимается: а) при черновом шлифовании t= 0,005- 0,015 мм; б) при чистом шлифовании  t= 0,002- 0,01мм. Соответственно продольные подачи в долях ширины круга   для черного шлифования; для чистого шлифования (большие значения относятся к большим диаметрам, и наоборот).

2)   L= l +  = 140 + 40/2 + 160 мм

L-

l-

3) Определяем машинное время

                                                                              

-

-

-

-

-

-

-

 =  = 1348 / 18,84 = 745,6 об/мин 

 =

  

3) Определяем мощность резание

Для наружного круглого шлифования изделий из закаленной стали мощность резания ( кВт ) :

- мощность резание

- скорость изделия

-

-

- глубина резания

3) Расчет эквивалентной мощности и выбор двигателя главного электропривода.

кВт

 

Дополнительные времена:

=0,8 мин

=0,28 мин

=0,7 мин

 = 0,23 мин

- эквивалентная мощность

- мощность при грубом и чистом шлифовании

- машинное время при грубом и чистом шлифовании

-

- суммарная машинное время

= 0,6

= ( 0,8+0,28)+(0,7+0,23)=1,08+1,93 = 2,01 мин

=

====4,78 кВт

Выбираем Асинхронный двигатель:

Назначение машины

Двигатель

Тип Машины

4А100L2Y3

Мощность, кВт

5,5кВт

Частота вращение

3000 об/мин

КПД

0,86

Cos

0,88

 

Проверка двигателя на нагрев:

                                                            (5,5)

= 5,5/0,86=6,9

6,9

Следовательно двигатель выбран верно

1)Проверка двигателя на перезагрузку

     ( 1,2

 

1,17

Значит это условие подтверждается

КПД и потенциональная мощность главного привода определяется следующими методами.

1) При холостом ходе постоянные потери .Это определяется коэффициентом постоянной потери

-номинальная мощность при резании

2) Переменные потери

b- коэффициент переменной потери

- мощность резание

Определено, что  =

Примерно для данного станка остается постоянным .

Для большой мощности привода это отношение примерно равно двум. Для средней мощности постоянной скорости  ( к- коэффицент перезагрузки станка )

Расчет потерь двигателя

1) =1595,5=0,21

 =1,159

2) =0,14 · 6,44= 0,9 кВт

 

b===0,14

 

3)

k=

а в полном к=1 ,тогда

 

4)  

 

 

 

=

 

 

0,27

 =

                                                             1,52

3.2 Расчёт мощности и выбор двигателя движения подачи.

Для каждой подачи полная сила резания определяется :

k= 1,1

 

 

 

 

k-коэффициент запаса

,я беру 0,08

 

 

 

=( 0,2 ÷ 0,3 ) = 0,25·6,44=1,61

=( 0,3÷0,5) = 0,4·6,44=2,57

 

Тогда

=1,3·1,61+0,08·695,74+530·0,5= 2,09+55,67+265 = 322,7

Максимальный момент входного винта :

 

 

принимаем угол трение равной=12 ,тогда

 

Момент ,требуемый двигателем определяется :

 

 

 

 

 

После этого определяем мощность :

Мощность двигателя определяется по условию - к

Исходя из полученного значения мощности выбирают двигатель для привода подачи .

Тип

П11

Напряжение

220В

Мощность

0,7 кВт

Ток

4,3 А

КПД

73,5

Максимальный оборот

3450

Маховый момент

0,0125

Число Главных полюсов

2Р= 2

Обмотка якоря:

1) Сопротивление обмотки:  

2)Общее число витков при 20°С:

3)Число параллельных ветвей:

4

854

2

Обмотка добавочных полюсов:

1) Сопротивление обмотки:  

2)Общее число витков при 20°С:

3)Число параллельных ветвей:

1,3

308

1

3.3. Выбор преобразователей электроприводов станка на базе комплектных электроприводов.

Используемые в шлифовальных станках нерегулируемый привод переменного тока для вращения шлифовального круга и регулируемые электроприводы он системе генератор-двигатель для механизмов подач предусмотрено заменить приводами постоянного тока с тиристорными преобразователями.

В состав электроприводов, предназначенных для станков, включаются электродвигатель со встроенным тахогенератором, ТП с СИФУ, системы управления и регулирования, автоматический выключатель, трансформатор питания, сглаживающий реактор. На рис. приведена функциональная схема электропривода серии ЭТУ3601. Его особенностью является отсутствие импортационных аппаратов в цепи нагрузки. Применяемые в этих электроприводах высокомоментные двигатели имеют малую собственную индуктивность, поэтому для улучшения их использования в якорь двигателя включается индуктивность L. Система управления работает либо от задатчика скорости RV, устанавливаемого на механизме, либо от системы числового программного управления (ЧПУ). Контакты "Вперёд" KF2 или "Назад" KB1, KB2 задают направление вращения. Контакты KB2, KF2 служат также для обеспечения надежной стоянки двигателя. Лампа H1 сигнализирует о срабатывании защиты. Вторичное напряжение трансформаторов тока TA после выпрямления используется в системе управления СУ в качестве сигнала обратной связи по току, полярность которого переключается одновременно с переключением выпрямительной группы. Обмотка возбуждения двигателя питается от неуправляемого выпрямителя VS через предохранитель F. Для получения нужного напряжения возбуждения питание VS может осуществляться не от полного вторичного напряжения трансформатора TM, а от отпаек на вторичной обмотке.

Выбор и обоснование системы управления приводом подачи.

В приводе подачи используется регулируемый привод постоянного тока ПБС32, который обеспечивает регулирование и стабилизацию частоты вращения двигателя в диапазоне 1:100

В нашем случае диапазон регулирования

                                                D= =2 Q 

Регулирование однофазное. Структура регулирования привода подачи состоит из двух замкнутых контуров.

1. Контур скорости с регулированием скорости РС (П - регулятор)

2. Контур тока с регулированием тока РТ (Пи - регулятор)

Работа электропривода осуществляется следующим образом.

При полном рассогласовании на выходе регулирования скорости РС и на выходе формируется сигнал пропорциональный этому рассогласованию, которое сравнивается с текущим значением тока.

РТ - усиливает эту разность и подает управляющее напряжение на схему формирования управляющих импульсов.

СИФУ - формирует и распределяет импульсы силовым тиристором. По мере уменьшения рассогласования под действием обратной отрицательной связи по скорости происходит стабилизация частоты вращения на уровне заданного напряжения Uз

Коэффициент усиления схемы регулирования обеспечивает необходимый диапазон регулирования и достаточную точность поддержания частоты вращения.

Ограничения тока якоря двигателя определяется путем ограничения напряжения выхода РС. Предусмотрено нелинейное ограничение тока в функции скорости.

3.4. Структурная схема электропривода станка. Расчёт параметров и передаточные функции элементов системы.

Структурная схема ЭП показана на рисунке ниже

2)

Передаточной функцией контура тока

Здесь

Принимаем  

 

 

Концепционная часть передаточной функции определяется :

Сумма сопротивления обмотки якоря и добавочных полюсов :

=1,2· ( 4+1,3)  = 6,5 Ом

По техническим оптимум передаточной функции разомкнутая система определяется таким образом :

Для замкнутой :

Здесь

Структурная схема контура  скорости :

Для компенсационной части контура скорости  передаточная функция определяется :

Здесь ,

                                   

Момент инерции определяем по формуле :

Подставив получим :

Для комплекционной части передаточной функции :

Для замкнутой и разомкнутой система передаточная функция :

                и                    

Для определения коэффициента -  используем  данную характеристику ЭДС .

Электродвижущая сила ЭДС тиристорного преоброзователя определяется по этой формуле

Здесь   тиристора

Для построения характеристики используем таблицу :

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

10

8,85

7,7

6,6

5,5

4,3

3,3

2,2

1

0

230

227

216

200

180

150

115

70

30

0

По графику  находим  

3.5 Расчёт статических характеристик электропривода станка.

Для точности привода, для эффективного увеличения , станок вращается особым  приводом.

Для данного станка диапазон регулирования скорости требуется 1:10, поэтому для привода выбираем ДТП с параллельным возбуждением.

Технические данные двигателя следующие:

Тип:ПБС-32

Р = 0,85 кВт

  = 25÷250 рад/сек

 U= 220 В

= 5 А

= 0,135

= 1,42 Ом

 = 0,276 Ом

= 1450 об/мин

Скорость системы автоматического регулирования двигателя находится в диапазоне 10:1

Статическое уравнение станка имеет вид:

Здесь

 

 

 

 

=1,2· ( 1,41+0,276)  = 2,02 Ом

Характеристическое уравнение скорости определяется по формуле :

                                                     

                                                     

                                           

 

 

 

                                            

Для максимальной скорости  :

  В

Для минимальной скорости :

 В

По данным характеристическим уравнениям скорости получили необходимые значения , указанные в таблице ,необходимые для построения статической характеристики

1

   А

   0,5

    1

   2,5

    5

    10

  15

2

     -

218

222

245

286

333

450

3

    В

0,12

0,26

0,4

0,6

0,82

0,98

4

1466

1435

1453

1456

1450

1448

5

158

155

153

149

145

142

Для расчета ,на основании этого в литературе 4 графика 8,4 определяется .Затем на основании уравнения скорости вводится расчет .На основании этой таблицы построена статическая характеристика n=f(y).

Как видно в характеристике  при изменении тока от  0,25 падение скорости

3.6 Расчёт динамических характеристик электропривода станка.

Развиваемый электродвигателем вращающий момент Мд всегда уравновешивается моментом сопротивления Мс станка и инерционным или динамическим моментом, равным

                                         Мj = J dw/dt

Момент сопротивления станка создается силами трения и силами, обусловленными полезной работой, производимой станком.  

J - момент инерции всех вращающихся и поступательно движущихся частей станка в ;

dw/dt - угловое ускорение. Моменты Мд, Мс и Мj приводятся обычно к валу двигателя.

Уравнение равновесия моментов имеет вид

Мд = Мj + Мс

Оно пригодно для всех случаев вращательного движения. При dw/dt = 0, Мд = Мс. Такое движение называется установившимся; вращение происходит с постоянной скоростью.  

Если dw/dt  0, имеет место переходный процесс.

При dw/dt > 0 привод ускоряется; когда  dw/dt < 0, имеет место торможение привода, уменьшение его скорости.

Время dt, соответствующее изменению скорости на dw, может быть определено из уравнения :

                                                   dt = Jdw/Mд - Мс  

Продолжительность всего переходного процесса при изменении скорости от w1 до w2 может быть найдена путем интегрирорования последнего выражения

В том случае, когда момент двигателя Мд и момент сопротивления Мс являются постоянными величинами, определение продолжительности переходного процесса не представляет никаких затруднений:

t = J (w2 - w1)/ Md - Mc = 0,0036 (157-154)/10,89-2,2= 0,001

Момент инерции J кгмсек2 и маховой момент  , как известно, связаны соотношением

J =/4 = 0,0144/4=0,0036

Учитывая это  соотношение и выражая угловую скорость через скорость вращения в оборотах в минуту, получим

t=  (n2 - n1) / 375 (Md - Mc) =  0,0144(1500-1471)/375(10,89-2,2) = 0,0001

где t - время переходного процесса в сек;  - маховой момент системы в ; Md и Mc -соответственно движущий момент и момент сопротивления в кгм.

Если моменты Мд и Мс изменяются во время переходного процесса, то по предыдущей формуле может быть определен лишь достаточно малый отрезок времени  , в течение которого моменты Мд и Мс приближенно можно считать постоянными.

Допустим, что в процессе разгона Мд и Мс изменяются и необходимо определить время разгона станка до номинальной скорости.

Время разгона определится по формуле  =  / 375 (Мд -Мс) = 0,0144 20/375 (7,2 - 2, 05) = 0,00015 (для 1-го участка)  

Общее время пуска tп равно сумме отрезков времени /\ t и может быть определено по формуле

tп =  /375 [ 1/Мд - Мс  + ... ] = 0,014420/375 [1/7,2- 2,05  + ...] = 0,000792

В большинстве случаев, однако, требуется лишь  приближенное значение времени пуска, и поэтому довольствуются подсчетом по формуле  

tп =  n/ 375 (Мд -Мс) = 0,0144*1500/375(8,1405 - 2,05) = 0, 0094

В данной формуле n1=0; n2=n.

В качестве движущего момента Мдпри этом подставляют среднее значение момента электродвигателя, действующего при пуске.

Мд ср = 0,45 (7,2 + 10,89) =  8,1405

3.7. Принципиальная схема управления электроприводом станка.

Принцип действия ЭПУ2-1 исполнения Е.

Электропривод нереверсивный состоит из блока ввода БВ ее блока управления БС3101 (пунктирная линия) задатчика частоты вращения 34 В, сглаживающего реактора L2 и D.

В состав блока управления входят: силовая часть выполненная на силиторе V1 и диодных модулей V2, V3 регулятор ЭДC PE, регулятор тока РТ, DE аналогичная система импульсно-фазного управления СИФУ, источник возбуждения двигателя ИВМ и источника питания ИП электроприводов системы управления.

На входе регулятора РЕ суммируется сигнал задания и сигнал обратной связи по ЭДС, которая образуется алгебраическим суммированием его сигналов пропорционального напряжению и току двигателя.

Сигнал пропорциональный напряжению D снимается с делителя напряжения R15 включенного параллельно якорной обмотке и становится фильтром Ф. Затем на входе сумматора DA2 вычитывается токовый сигнал снимаемый с дополнительной (компенсационной) обмоткой сглаживающего дросселя L2.

При правильной настройке DE (подбором С8*R15, R18) его входное напряжение равно ЭДС двигателя при заторможенном D. Это напряжение должно быть равно нулю. Выходной сигнал RC не являются задающимся для РТ на входе которого суммируется с сигналом обратной отрицательной связи по току D. Выходной сигнал РТ через регулятор R24 поступает в СИФУ и определяем момент выдачи управляющего импульса на селектор V1. СИФУ выполнено по принципу вертикального управления.

Резистором R24* выставляется угол а R8 учитывает ток отсечки, R21 - номинальная скорость, при Uзад.= +10 В.

Резистором R15 выполняется выходная величина напряжения датчика ЭДС, DЕ, которая недолжна превышать 6...8 Б. Для повышения быстродействия в систему вводится дифференцирование: параллельно DE включается RC - цепь. Коммутационный реактор L1 служит для развязки приводов работающих от общей цепи.

Предохранители F1; F2; F3; F4 защищает силовые вентили и возбудитель ИВМ.

Источники сигнала ИП подключены к сети таким образом, что при перегорании хотя бы одного предохранителя F3 и F4 обеспечивается его система управления и выдача сигналов импульсов.

Стабилизированные источники +15; - 15 В служат для питания электроприводов системы управления, а не стабилизируемый +15 В для питания импульсивного трансформатора Т1

Резисторы R25, R16, R17 защищает силовые вентили и вентили ИВМ от перенапряжения.

Сглаживающий реактор L2 сглаживает пульсации тока якорной цепи и ограничивает пульсации напряжения на коллекторе D.

В данном исполнении общие точки цепей силовой и управления обведены поэтому управления находятся под потенциалом СП1.

ГЛАВА 4 ВОПРОСЫ ОХРАНЫ ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ.

Техника безопасности при работе на металлорежущих станках

При неправильной эксплуатации металлорежущих станков и несоблюдении техники безопасности металлической стружкой или обломками при разрушении режущего инструмента, передаточными звеньями и приводными устройствами, приспособлениями для закрепления изделия, режущим, мерительным, крепежным инструментом и обрабатываемой деталью, а также электрическим током могут быть нанесены травмы.

Поэтому в соответствии с действующими правилами техники безопасности все приводные и передаточные механизмы станка и их части (шкивы, ремни, шестерни, вращающиеся винты, валы, и др.) должны быть укрыты в корпусе станка или ограждены специальными жесткими и прочными устройствами. Проволочную сетку или перфорированное железо применяют только в случае, если во время работы станка необходимо видеть ограждаемый элемент или к нему должен быть свободный приток воздуха.

Постоянные ограждения следует прочно прикреплять к корпусу станка так, чтобы снять их мог только слесарь-ремонтник. Если по условиям работы необходимо иметь доступ к ограждаемым частям станка, ограждения снабжают блокировкой. В качестве блокировочных- устройств используют конечные выключатели, присоединенные к цепи электродвигателя станка.

Для предупреждения травм, которые могут быть вызваны отлетающими от обрабатываемого изделия и от инструмента частицами (стружкой, металлической пылью, абразивом), станки должны иметь защитные устройства — экраны, щитки. При отсутствии таких устройств следует работать на станках в защитных очках или индивидуальных щитках.

Для защиты работающих от брызг охлаждающих жидкостей, применяемых при обработке металлов и содержащих соду, керосин, минеральные масла, которые при длительном воздействии на кожные покровы могут вызвать кожные заболевания, станки также должны иметь соответствующие щитки. Если за процессом обработки надо наблюдать, щитки выполняют из прозрачного материала или снабжают смотровыми окнами.

Металлорежущие станки в основном имеют индивидуальный электропривод и оборудованы разного рода электрическими устройствами, токоведущие части которых находятся под напряжением ПО, 220 или 380 В при частоте тока 50 Гц, представляющими наибольшую опасность. Вследствие этого созданию электробезопасных условий труда необходимо уделять самое серьезное внимание.

Средствами защиты от поражения электрическим током обычно служат защитное заземление и защитное зануление. Следует заземлять станины станков, корпуса электродвигателей, пультов управления и шкафов с электрооборудованием, металлические защитные кожухи и другие части, которые могут оказаться под опасным напряжением. Надежность и исправность заземляющих устройств должны периодически, не реже одного раза в год проверяться. Так как- в течение года сопротивление заземлителей меняется, проверку проводят один год летом (при наибольшем просыхании почвы), а другой зимой (при наибольшем ее промерзании).

Зануление — соединение металлических частей оборудования, нормально не находящихся под напряжением, с неоднократно заземленным нулевым проводом— служит для автоматического отключения оборудования при переходе напряжения на его корпус вследствие повреждения изоляции. Отключение происходит в результате сгорания предохранителей или срабатывания автомата в зависимости от того, чем защищена установка. Защитное зануление, как и защитное заземление, должно периодически проверяться. При этом контролируют и испытывают рабочее заземление, повторное заземление,зануляющую сеть, предохранители и автоматы. Результаты проверки оформляются актом и заносятся в технический журнал зануления.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения выпускной работы был разработан автоматизированный электропривод шлифовального станка. Разработанный электропривод соответствует всем технологическим требованиям, заявленным в техническом задании. В дипломной работе произвели расчет и выбор основного силового оборудования, синтезировали систему управления приводом и настроили ее на модульный оптимум. Анализируя полученные данные можно сказать, что разработанный электропривод удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к приводам станков шлифовальной группы. В ходе проведения работ были достигнуты все цели по выполнению каждого пункта плана. А также, частично, в графической части проекта представлены функциональная и принципиальная схемы привода. Кроме того, в графической части представлены статические характеристики.

В разделе Охраны Труда и техники безопасности были разработаны меры по безопасной эксплуатации шлифовального станка, которые отвечают всем нормам и стандартам по безопасности труда.

 Данная разработка не является окончательным и закрытым проектом, его всегда можно расширить и модифицировать.

Список Литературы

1. Справочник по автоматизированному электроприводу. Под ред.В.А. Елисеева.1983.

2. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник. Под ред. А. Э. Кравчик, М. М. Шлаф, В. И. Афонин, Е. А. Соболенская..1982.

3. Комплектные тиристорные электроприводы: справочник . Под ред.  В. М. Перельмутер, И. Х. Евзеров, А. С. Горобец..1988

4. Электропривод и автоматизация металлорежущих станков. Под ред. Сандлер А.С.1972.

5. Расчеты по автоматизированному электроприводу металлорежущих станков. Под ред. Соколов М.Г., Елисеев В.А.1970

6. Электрическое оборудование металлорежущих станков . Под ред. И.В.Харизоменов.1952

7. Охрана и труда . Под ред.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

10937. Технологія свердлильних робіт. Свердла, кути заточування свердел. 29 KB
  Тема 6: Технологія свердлильних робіт. Свердла кути заточування свердел. Мета: Навчальна: сформувати знання навички та вміння свердління виробів з тонколистового металу. Виховна: виховувати в учнів бережливе ставлення до інструментів та культуру...
10938. Закономірності і принципи формоутворення предметного середовища 63 KB
  Тема 7: Вступ. Закономірності і принципи формоутворення предметного середовища. Мета: Навчальна: сформувати знання про предмет дизайнrdquo; вміння та навички пов’язані з даним поняттям. Виховна: виховувати в учнів культуру праці та бережливе ставлення до інструмент...
10939. Основи художнього конструювання 28 KB
  Тема 8:Основи художнього конструювання. Мета: Навчальна: сформувати знання вміння та навички пов’язані з даними поняттями. Виховна: виховувати в учнів культуру праці та бережливе ставлення до чужої праці. Естетичне сприймання предметів. Розвиваюча: розвивати у ш
10940. Макетування автомобіля 45 KB
  Тема. Макетування. Мета: Навчальна: сформувати знання вміння та навички пов’язані з макетуванням. Виховна: виховувати в учнів естетичне сприймання предметів культуру праці та бережливе ставлення до чужої праці. Розвиваюча: розвивати у школярів спеціальні здібно...
10941. Поняття про метали та їхні властивості 42.5 KB
  Тема. Поняття про метали та їхні властивості. Мета: ознайомити учнів із металами їх призначенням та використанням; сформувати поняття про їхні основні властивості як конструкційних матеріалів уміння розпізнавати види металів характеризувати властивості металів м
10942. Поняття про проекції. Види проеціювання 47.5 KB
  Тема 2:Поняття про проекції. Види проеціювання. Мета: Навчальна: сформувати знання вміння та навички пов’язані з преціюванням. Виховна: виховувати в учнів бережливе ставлення до чужої праці. Естетичне сприймання предметів культуру праці. Розвиваюча: розвивати у
10943. Орієнтовні плани-конспекти уроків технічної праці за новою програмою для 6 класу 1.07 MB
  Орієнтовні планиконспекти уроків технічної праці за новою програмою для 6 класу Урок 1. Вступ 1 год. Мета уроку: Засвоєння знань про основні галузі виробництва промисловість сільське господарство транспорт зв...
10944. Розмічання за шаблоном, площинне розмічання. Технологія виконання розмітки 72.5 KB
  Тема уроку: Розмічання за шаблоном площинне розмічання. Технологія виконання розмітки. Практична робота. Інструменти та пристрої для роботи з листовим металом Мета уроку: Засвоєння знань про слюсарні вимірювальні та допоміжні інструменти. Формування знань про інс
10945. Поняття макет. Види макетів, робота дизайнера 42.5 KB
  Тема 1.3: Поняття макет. Види макетів робота дизайнера. Мета: Навчальна: сформувати знання вміння та навички пов’язані з макетуванням. Виховна: виховувати в учнів естетичне сприймання предметів культуру праці та бережливе ставлення до чужої праці. Розвиваюча: ро