Выбор тока и величин питающего напряжения

Содержание

Введение………………………………………………………………………2

1 Общая часть

1.1 Назначение станка. Область применения данного станка…………….3-4

1.2 Краткая техническая характеристики и описание основных узлов станка………….................................................................................................4

1.3 Требования к электроприводу и автоматике……………………….......8

1.4 Выбор рода тока и величины питающего напряжения………….…….8

1.5 Выбор системы электропривода и механизмов регулирования скорости……………………………………………………………….……..9-10

2 Расчетно – конструкторская часть

2.1 Подробное описание работы принципиальной схемы управления……………..................................................................................10

2.2 Анализ недостатков существующей схемы управления……………..10-11

2.3 Разработка структурной схемы управления……………………..........11-12

2.4 Разработка новой принципиальной схемы управления……………..12-17

2.5 Разработка алгоритма работы привода главного движения станка…17

2.6 Разработка и составление схемы соединений (монтажной схемы)....17-21

3. Расчетная часть

3.1Расчет мощности и выбор электродвигателя ………………………….22-24

3.2 Расчет и построение нагрузочной диаграммы………...……………....25-30

3.3 Расчет и выбор мощности понижающего трансформатора………..…28-30

4 Техника безопасности……………………………………...………..……30-31

5 Заключение……………...…………………………….……………….......32

6 Список использованных источников……………………...……………..33-34

 

 

Введение

Еще несколько лет назад фрезерные и токарные станки требовали не только безупречного знания конструкции оборудования, но и постоянного активного присутствия рабочего. В век динамичной современности привычные нашим пра- прадедам громоздкие «инструменты» потокового производства все чаще заменяются автоматизированными линиями.

Само по себе повышение общей производительности станка, которое в первую очередь оценивается уменьшением калькуляционного времени, затрачиваемого на производство изделий из металла, достигается при помощи:

· Сокращения основного времени, другими словами, ускоряются режимы резания за счет увеличения частот вращения шпинделей и, вместе с тем, скоростей движения передач.

· Уменьшения вспомогательного времени, включающее автоматизацию установки заготовки и дальнейшее снятие детали при помощи промышленных роботов и различных автооператоров, а также повышение скорости холостых ходов, сокращения пути перемещения инструмента;

· Сокращения времени на переналадку оборудования за счет использования цифровой индикации и программного управления.

Производительность также повышается в результате концентрации всех операций на одном и том же станке. К примеру, для корпусных деталей – это уже больше обработка на одном станке заготовки с пяти различных сторон, а для вращающихся тел – это же может быть вообще полная обработка довольно сложной и при этом еще и профильной заготовки, которая включает в себя кроме токарных, сверлильных и фрезерных еще ряд других операций. Наиболее перспективным можно назвать одновременное выполнение на подобном обрабатывающем центре операций по внутреннему и наружному шлифованию. Во время такой концентрации разных видов обработки на одном станке совмещают во времени разные операции и переходы, при этом в ход идут комбинированные инструменты вместе с экспериментальными насадками.

 

Общая часть

1.1 Назначение станка. Область применения данного станка

Все кузнечнопрессовые машины разделяются на несколько основных групп: молоты, прессы, кривошипные машины, кузнечно-штамповочные автоматы для горячей и холодной высадки.

Пресс (от лат. presso – давить, жать) – машина неударного (статического) действия для обработки материалов давлением, пресс широко применяют в разных отраслях промышленности для обработки металлов, пластин, масс, резины, и др. материалов, а также для исследования их свойств при высоких давлениях и для механических испытаний. Отличие прессов от молотов заключается в том, что деформация на прессах производится постепенным давлением, а не ударом, поэтому не требуется больших и сложных фундаментов, исключаются сотрясения грунта и зданий.

Прессы разделяют на два основных вида: гидравлические, в которых используется в качестве рабочей жидкости вода под давлением до 20-30 МПа, а в тяжелых прессах – до 50-60 МПа, и механические с электроприводом.

Фрикционный пресс - механический пресс, в котором движение рабочего органа осуществляют силы трения, возникающие в местах контакта между маховиком и вращающимися дисками. Фрикционные прессы применяют для горячей и холодной штамповки, чеканки, гибки и холодной правки.

1.2 Краткая характеристика и описание узлов станка

Рисунок 1 – кинематическая схема фрикционного пресса

На рисунке 1 показана упрощенная кинематическая схема фрикционного пресса. Двигатель 1 через клиноременную передачу 2 непрерывно вращает два диска 3 и 4, которые попеременно прижимаются к маховику 5, сидящему на вертикальном винте 7, связанном с ползуном 8. Перемещение дисков производится пневмосистемой, управление которой осуществляется электромагнитами Эм1 и Эм2. При включении электромагнита Эм1 к маховику прижимается диск 3, и ползун движется вниз; когда сработает Эм2, то к маховику прижимается диск 4, маховик будет вращаться в обратную сторону, и ползун станет перемещаться вверх.

1 - электромотор, 2- клиноременная передача, 3- левый вертикальный фрикционный диск, 4- правый вертикальный фрикционный диск, 5 - горизонтальный фрикционный диск, 6 - гайка, 7 - винт, 8- ползун, 9- станина, 10- траверса выталкивателя, 11 - гидравлическая система привода рычагов, 12- электромотор гидронасоса, 13 - система рычагов для переключения хода пресса, 14- конечные выключатели хода пресса.

Технические характеристики:

Давление пресса, Т................................................................................................ 160

 

Наибольший ход ползуна, мм.............................................................................. 360

 

Число ходов ползуна в минуту………………………………………………...... 17

 

Число оборотов вала в минуту ………………………………………………..... 190

 

Наибольшее расстояние между столом и ползуном, мм................................... 620

 

Наименьшее расстояние между столом и ползуном, мм................................... 260

 

Расстояние между направляющими в свету, мм ……………………………… 460

 

Максимальная эффективная (расчетная) энергия пресса, кГм......................... 1000

 

Привод пресса-электромотор мощностью, кВт……………………………...…7,5

 

Требования к электроприводу и автоматике

В зависимости от характера обработки, а также материала, величины, формы, температуры заготовки приходится изменять скорость деформации. Для проведения наладочных работ необходимо перемещать рабочий орган в холостую, с малой скоростью. Всё это может быть обеспечено изменением скорости главного привода кузнечно-прессовых машин. В настоящее время в приводах таких машин применяются все существующие виды механического и электрического регулирования скорости в диапазоне до 4: 1, включая коробки скоростей, механические вариаторы, асинхронные двигатели с переключением полюсов и бесступенчатое регулирование посредством изменения угловой скорости двигателей постоянного тока.

Основным типом электропривода для большинства кузнечно-прессовых машин является привод от асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором и фазным ротором, преимущественно в закрытом, обдуваемом исполнении. В настоящее время для кузнечно-прессовых машин разрабатываются и внедряются различные приводы переменного тока с плавным регулированием скорости. К ним относятся приводы от трехфазных асинхронных двигателей с частотным и импульсным управлением, т.е. с регулированием угловой скорости двигателей, изменением частоты питающего двигатель тока или изменением подводимого к двигателю напряжения.

Другим видом плавно регулируемого электропривода переменного тока для кузнечно-прессовых машин является привод с асинхронной электромагнитной муфтой скольжения в комплекте с нерегулируемым двигателем переменного тока.

Расчетная часть

Техника безопасности

Общие требования техники безопасности

- Работать только на станках, к которым вы допущены, выполнять работу, которая вам поручена администрацией цеха.

- Не допускать на своё рабочее место лиц, не имеющих отношения к порученной работе, не доверять свой работающий станок другому лицу.

- Запрещается работать на станке в рукавицах или перчатках, а так же с забинтованными пальцами без резиновых напальчников.

- Нельзя работать на неисправном станке, не имеющих ограждений, не производить наладку и ремонт станка самостоятельно.

- При ремонте станка и пусковых устройств на станке должен быть вывешен плакат: «Не включать - ремонт!».

- Надежно закреплять обрабатываемую деталь в станке.

- Отрегулировать местное освещение станка так, чтобы рабочая зона была достаточно освещена, и свет не слепил глаза.

- Пользоваться деревянной подножной решеткой и содержать ее в исправном состоянии.

Требования техники безопасности перед началом работы

- Надеть полагающуюся спецодежду и привести в порядок.

- Приготовить очки, ключи и другой необходимый инструмент.

- Проверить наличие и неисправность:

- Ограждений зубчатых колёс, приводных ремней защитного кожуха круга, а также токоведущих частей электроаппаратуры;

- Заземляющих устройств;

- Исправность вентиляционного устройства;

- Исправность отрезного круга, нет ли трещин или сколов.

 

Требования техники безопасности во время работы

- Содержи рабочее место в чистоте и порядке, своевременно очищай его от обрезков металла и обтирочного материала, отрезанные заготовки аккуратно укладывай в штабель, высота которого не должна превышать 1 м.

- ЗАПРЕЩАЕТСЯ во время работы открывать или снимать ограждения и предохранительные устройства.

- Работать только в защитных очках.

- Во время работы станка не брать и не подавать через работающий станок какие-либо предметы. Не снимать очки до полной остановки отрезного диска.

- Применение насадок-удлинителей на гаечные ключи, а также на ударный инструмент при креплении кругов запрещается.

Требования техники безопасности по окончании работы

- Выключить станок и электродвигатель.

- Привести в порядок рабочее место: убрать со станка абразивную пыль, очистить станок от грязи, вытереть и смазать трущиеся детали станка.

- При сдаче смены сообщить сменщику или мастеру о замеченных неисправностях станка.

-Убрать спецодежду в отведенное для этих целей место.

- Вымыть лицо и руки теплой водой с мылом или принять душ.

Действия в аварийных ситуациях

- При получении травмы немедленно сообщить мастеру, зам. Начальнику или любому другому инженерно-техническому работнику.

Заключение

При выполнению курсового проекта, мною были получены навыки в расчете основных параметров электрической схемы, изучены устройство и принцип действия фрикционного пресса. Я научился составлять основную техническую документацию, предложил свой вариант модернизации электрической схемы.

Преимущества модернизированной схемы фрикционного пресса:

· Малые габариты;

· малое энергопотребление;

· высокая точность;

· простота изменения режимов работы;

· высокая надёжность.

Я сделал для себя вывод, что для того чтобы обслуживать электрическое оборудование, соответствующее современному уровню развития науки и техники, электротехнический персонал должен знать устройство, принцип действия электрических аппаратов управления, защиты электромеханической и бесконтактной конструкции на основе полупроводниковых элементов, а также их назначение, технические характеристики, уметь правильно выбирать их вместо вышедших из строя и морально устаревших аппаратов и элементов.

 

Содержание

Введение………………………………………………………………………2

1 Общая часть

1.1 Назначение станка. Область применения данного станка…………….3-4

1.2 Краткая техническая характеристики и описание основных узлов станка………….................................................................................................4

1.3 Требования к электроприводу и автоматике……………………….......8

1.4 Выбор рода тока и величины питающего напряжения………….…….8

1.5 Выбор системы электропривода и механизмов регулирования скорости……………………………………………………………….……..9-10

2 Расчетно – конструкторская часть

2.1 Подробное описание работы принципиальной схемы управления……………..................................................................................10

2.2 Анализ недостатков существующей схемы управления……………..10-11

2.3 Разработка структурной схемы управления……………………..........11-12

2.4 Разработка новой принципиальной схемы управления……………..12-17

2.5 Разработка алгоритма работы привода главного движения станка…17

2.6 Разработка и составление схемы соединений (монтажной схемы)....17-21

3. Расчетная часть

3.1Расчет мощности и выбор электродвигателя ………………………….22-24

3.2 Расчет и построение нагрузочной диаграммы………...……………....25-30

3.3 Расчет и выбор мощности понижающего трансформатора………..…28-30

4 Техника безопасности……………………………………...………..……30-31

5 Заключение……………...…………………………….……………….......32

6 Список использованных источников……………………...……………..33-34

 

 

Введение

Еще несколько лет назад фрезерные и токарные станки требовали не только безупречного знания конструкции оборудования, но и постоянного активного присутствия рабочего. В век динамичной современности привычные нашим пра- прадедам громоздкие «инструменты» потокового производства все чаще заменяются автоматизированными линиями.

Само по себе повышение общей производительности станка, которое в первую очередь оценивается уменьшением калькуляционного времени, затрачиваемого на производство изделий из металла, достигается при помощи:

· Сокращения основного времени, другими словами, ускоряются режимы резания за счет увеличения частот вращения шпинделей и, вместе с тем, скоростей движения передач.

· Уменьшения вспомогательного времени, включающее автоматизацию установки заготовки и дальнейшее снятие детали при помощи промышленных роботов и различных автооператоров, а также повышение скорости холостых ходов, сокращения пути перемещения инструмента;

· Сокращения времени на переналадку оборудования за счет использования цифровой индикации и программного управления.

Производительность также повышается в результате концентрации всех операций на одном и том же станке. К примеру, для корпусных деталей – это уже больше обработка на одном станке заготовки с пяти различных сторон, а для вращающихся тел – это же может быть вообще полная обработка довольно сложной и при этом еще и профильной заготовки, которая включает в себя кроме токарных, сверлильных и фрезерных еще ряд других операций. Наиболее перспективным можно назвать одновременное выполнение на подобном обрабатывающем центре операций по внутреннему и наружному шлифованию. Во время такой концентрации разных видов обработки на одном станке совмещают во времени разные операции и переходы, при этом в ход идут комбинированные инструменты вместе с экспериментальными насадками.

 

Общая часть

1.1 Назначение станка. Область применения данного станка

Все кузнечнопрессовые машины разделяются на несколько основных групп: молоты, прессы, кривошипные машины, кузнечно-штамповочные автоматы для горячей и холодной высадки.

Пресс (от лат. presso – давить, жать) – машина неударного (статического) действия для обработки материалов давлением, пресс широко применяют в разных отраслях промышленности для обработки металлов, пластин, масс, резины, и др. материалов, а также для исследования их свойств при высоких давлениях и для механических испытаний. Отличие прессов от молотов заключается в том, что деформация на прессах производится постепенным давлением, а не ударом, поэтому не требуется больших и сложных фундаментов, исключаются сотрясения грунта и зданий.

Прессы разделяют на два основных вида: гидравлические, в которых используется в качестве рабочей жидкости вода под давлением до 20-30 МПа, а в тяжелых прессах – до 50-60 МПа, и механические с электроприводом.

Фрикционный пресс - механический пресс, в котором движение рабочего органа осуществляют силы трения, возникающие в местах контакта между маховиком и вращающимися дисками. Фрикционные прессы применяют для горячей и холодной штамповки, чеканки, гибки и холодной правки.

1.2 Краткая характеристика и описание узлов станка

Рисунок 1 – кинематическая схема фрикционного пресса

На рисунке 1 показана упрощенная кинематическая схема фрикционного пресса. Двигатель 1 через клиноременную передачу 2 непрерывно вращает два диска 3 и 4, которые попеременно прижимаются к маховику 5, сидящему на вертикальном винте 7, связанном с ползуном 8. Перемещение дисков производится пневмосистемой, управление которой осуществляется электромагнитами Эм1 и Эм2. При включении электромагнита Эм1 к маховику прижимается диск 3, и ползун движется вниз; когда сработает Эм2, то к маховику прижимается диск 4, маховик будет вращаться в обратную сторону, и ползун станет перемещаться вверх.

1 - электромотор, 2- клиноременная передача, 3- левый вертикальный фрикционный диск, 4- правый вертикальный фрикционный диск, 5 - горизонтальный фрикционный диск, 6 - гайка, 7 - винт, 8- ползун, 9- станина, 10- траверса выталкивателя, 11 - гидравлическая система привода рычагов, 12- электромотор гидронасоса, 13 - система рычагов для переключения хода пресса, 14- конечные выключатели хода пресса.

Технические характеристики:

Давление пресса, Т................................................................................................ 160

 

Наибольший ход ползуна, мм.............................................................................. 360

 

Число ходов ползуна в минуту………………………………………………...... 17

 

Число оборотов вала в минуту ………………………………………………..... 190

 

Наибольшее расстояние между столом и ползуном, мм................................... 620

 

Наименьшее расстояние между столом и ползуном, мм................................... 260

 

Расстояние между направляющими в свету, мм ……………………………… 460

 

Максимальная эффективная (расчетная) энергия пресса, кГм......................... 1000

 

Привод пресса-электромотор мощностью, кВт……………………………...…7,5

 

Требования к электроприводу и автоматике

В зависимости от характера обработки, а также материала, величины, формы, температуры заготовки приходится изменять скорость деформации. Для проведения наладочных работ необходимо перемещать рабочий орган в холостую, с малой скоростью. Всё это может быть обеспечено изменением скорости главного привода кузнечно-прессовых машин. В настоящее время в приводах таких машин применяются все существующие виды механического и электрического регулирования скорости в диапазоне до 4: 1, включая коробки скоростей, механические вариаторы, асинхронные двигатели с переключением полюсов и бесступенчатое регулирование посредством изменения угловой скорости двигателей постоянного тока.

Основным типом электропривода для большинства кузнечно-прессовых машин является привод от асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором и фазным ротором, преимущественно в закрытом, обдуваемом исполнении. В настоящее время для кузнечно-прессовых машин разрабатываются и внедряются различные приводы переменного тока с плавным регулированием скорости. К ним относятся приводы от трехфазных асинхронных двигателей с частотным и импульсным управлением, т.е. с регулированием угловой скорости двигателей, изменением частоты питающего двигатель тока или изменением подводимого к двигателю напряжения.

Другим видом плавно регулируемого электропривода переменного тока для кузнечно-прессовых машин является привод с асинхронной электромагнитной муфтой скольжения в комплекте с нерегулируемым двигателем переменного тока.

Выбор тока и величин питающего напряжения

Промышленные прессы в основном питаются от трехфазного тока при условии, если в качестве электрического привода асинхронный двигатель с фазным ротором. При условии, если электропривод с двигателем постоянного тока, то в этом случае используется напряжение U= 220 В. В нашем случае используется переменное напряжение U= 380 Вс частотой 50 Гц.

Для питания электромагнитных муфт применяется система преобразования энергии с помощью полупроводниковых преобразователей напряжением 60 В.

Питание цепи управления осуществляется от трансформатора тока. В данной схеме постоянный ток используется для питания электромагнитов с помощью диодного моста. В схеме имеется асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором М и два одинаковых электромагнита YA1 иYA2. В кузнечнопрессовых машинах должны применяться двигатели с повышенным скольжением. Двигатель главного привода вращается с постоянной скоростью и имеет реверс. Пуск двигателя осуществляется без нагрузки. В схеме пресса торможение электродвигателя осуществляется отключением его от сети. Эксплуатация электрооборудования осуществляется в нормальном сухом помещении, однако так как электромагниты работают в тяжелых условиях (попадание смазки, эмульсии), то степень защиты их должна быть не менее IP44. Фрикционный пресс, как и любое электрооборудование, предъявляет определенные требования к качеству электроэнергии, напряжение сети должно соответствовать 95-110% от номинального.