Електроустаткування токарно - гвинторізного верстату типу 250ИТП (стр. 1 )

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

Черкаський політехнічний технікум

 

ЕЛЕКТРОУСТАТКУВАННЯ ТОКАРНО - ГВИНТОРІЗНОГО ВЕРСТАТУ ТИПУ 250ИТП

Пояснювальна записка

5. ПК ЕУП 04 ЗП

Керівник проекту

“___” ________2012р

_______

Розробив студент

“___” _______2012р

________І. В.Валянський

2012

1. Загальна частина

1.1 Склад проекту

Курсовий проект на тему „Електроустаткування токарно-свердлильного верстату типу 250 ИТП” складається з пояснювальної записки на 31 аркуші та графічної частини на 2-х аркушах.

Графічна частина

Аркуш 1 – Схема електрична принципова установки

Аркуш 2 – Схема електрична з’єднань установки

Зміст пояснювальної записки

1. Загальна частина:

1.1 Склад проекту………………………………………………………….3

Вступ………………………………………………………………………..4

1.2 Вихідні дані…………………………………………………………….7

1.3 Відомість документів, на які є посилання в проекті……………….. 7

2. Спеціальна частина:

2.1 Призначення і технічна характеристика установки…………………8

2.2 Опис основних конструктивних вузлів…………………………….8

2.3 Розрахунок навантаження і вибір силового електроустаткування……………………………………………………….11

2.4 Розробка електричної принципової схеми електроустановки…………………………………………………………...12

2.5 Розрахунок і вибір елементів електричної схеми………………….....15

2.6 Розробка конструкції станції управління і схеми з’єднань

установки……………………………………………………………………21

2.8 Список використаної літератури............................................................26

Вступ

Машинобудування – найважливіша галузь промислового господарства

держави, серцевина усієї промислової індустрії. Воно створює умови для розвитку усіх наступних видів виробництва.

Кількісний та якісний розвиток машинобудування в значній мірі залежить від верстатобудування. Без розвитку верстатобудування не можна досягти масштабного виробництва, неперервного технічного прогресу.

Для виробництва деталей, пристроїв та машин, використаних в металургійній, автотракторній, суднобудівничій, авіаційній, електротехнічній промисловості, а також у тяжкому машинобудуванні, вітчизняні верстатобудівні заводи виготовляють різноманітні типи сучасних високопродуктивних верстатів

Механізація виробництва.

Це широке впровадження взаємопов'язаних і взаємодоповнюючих систем машин, апаратів, приладів, обладнання на всіх участках виробництва, операціях і видах робіт. Вона сприяє інтенсифікації виробництва, зростанню продуктивності праці, скороченню частки праці у виробництві, полегшенню і поліпшенню умов праці, зниженню трудомісткості продукції.

Під терміном механізація розуміється головним чином витіснення ручного труда і заміна його машинним у тих ланках, де він ще досі залишається ( і в основних технологічних операціях, і у допоміжних, підсобних, транпортировочних, переміщувальних і інших трудових операціях).

У процесі розвитку механізація проходила декілька етапів: від механізації основних технологічних процесів, відмінних найбільшою трудомісткістю, до механізації практично всіх основних технологічних процесів і частково допоміжних робіт.

При цьому склалася певна диспропорція, яка призвела до того, що тільки в машинобудуванні і металообробці більше за половину робочих місць зайнято на підсобних і допоміжних роботах.

Наступний етап розвитку комплексна механізація, при якому ручний труд замінюється машинним комплексно на всіх операціях технологічного процесу не тільки основних, але і допоміжних. Впровадження комплексності різко підвищує ефективність механізації, оскільки навіть при високому рівні механізації більшості операцій їх високу продуктивність може практично нейтралізувати наявність на підприємстві декількох немеханізованих допоміжних операцій. Тому комплексна механізація в більшій мірі, ніж некомплексна, сприяє інтенсифікації виробництва. Але і при комплексній механізації залишається ручна праця.

Рівень механізації виробництва оцінюється декількома показниками.

Коефіцієнт механізації виробництва величина, що вимірюється відношенням обсягу продукції, виробленої за допомогою машин, до загального обсягу продукції.

Коефіцієнт механізації робіт величина, що вимірюється відношенням праці, виконаного механізованим шляхом, до загальної суми витрат праці на виробництво даного обсягу продукції.

Коефіцієнт механізації труда величина, що вимірюється відношенням кількості робітників, зайнятих на механізованих роботах, до загальної чисельності робітників на даній дільниці, підприємств.

Автоматизація виробництва.

Рівень автоматизації характеризують ті ж показники, що і рівень механізації. Це коефіцієнт автоматизації виробництва, коефіцієнт автоматизації робіт і коефіцієнт автоматизації труда. Розрахунок аналогічний, але виконується для автоматизованих роботах.

Підвищення ефективності автоматизації виробництва здійснюється у наступних напрямах:

-  вдосконалення методик техніко-економічного аналізу варіантів автоматизації певного об’єкту, обгрунтований вибір найбільш ефективного проекту і конкретних коштів автоматизації;

-  забезпечення умов для інтенсивного використання коштів автоматизації, вдосконалення їх обслуговування;

-  підвищення техніко-економічних характеристик обладнання, що випускається, та що використовується для автоматизації виробництва.

Автоматизація виробництва і управління виробництвом дозволяє заощадити фінансові, фізичні і людські ресурси для фірм, які застосовують роботизовану техніку в своєму виробництві і в допоміжних функціях.

Ядром, основою самої ж автоматизації виступає комп'ютерна техніка.

Автоматиза́ція виробни́цтва

Автоматиза́ція виробни́цтва — вищий рівень розвитку машинної техніки, коли регулювання й управління виробничими процесами здійснюються без участі людини, а лише під її контролем. Сучасний стан розвитку автоматизації виробництва привів до появи якісно нової системи технологічнихмашин з керуючими засобами, що базуються на застосуванні електронних обчислювальних машин, програмованих логічних контролерів, інтелектуальних засобів вимірювання і контролю, інформаційно об'єднаних промисловими мережами. Автоматизація виробництва  — один з головних напрямів науково-технічного прогресу.

Автоматизація безперервних виробництв

В безперервних технологічних процесах матеріальний потік і інформація, що його відображає безперервні. Матеріальний потік, що проходить через технологічне обладнання і зазнає там в кожен момент часу зміни своїх властивостей є неперервним.

До безперервних відносять виробництва, у яких вимагається регулювати витрату, тиск, температуру, напругу, переміщення рухомих елементів та інші величини в усьому діапазоні їх змін. Це різноманітні хімічні реактори, процеси приготування харчових продуктів, металургія, системи постачання теплом, водою та електроенергією.

У безперервних виробництвах зайнято мало людей, тому за рахунок автоматизації можна знизити витрати матеріалів та енергії або стабілізувати технологічний процес, виключивши його залежність від суб'єктивних чинників. Для управління таким виробництвом вимагається узгодження динамічних характеристик об'єкту управління і системи автоматичного регулювання в усьому інтервалі зміни регульованих величин.

.

1.2 Вихідні дані

Вихідними даними для виконання курсового проекту являється технічна документація базової моделі установки, що проектується.

1.3 Відомість документів на які є посилання в проекті

Таблиця 1.1. Відомість документів, на які є посилання у проекті

Позначення	Назва	Примітка
ГОСТ 2.702-75	Виконання електричної схеми
ГОСТ 2.703-73	Позначення умовні графічні в електричних схемах. Прилади напівпровідникові
РМ	Схеми електричні принципові систем автоматизації	ГОСТ 36.13-76
РМ	Схеми автоматизації технологічних процесів. Електроапаратура поставляємо комплектно зі щитами і пультами. Монтажні символи
ГОСТ 2.722-68	Електричні машини

Продовження Табл..1.1.
Позначення	Назва	Примітка
ГОСТ 2.723-68	Котушка індуктивності, дроселі, автотрансформатори
ГОСТ 2.755-87	Пристрої комунікації та контактні з’єднання
ГОСТ 2.728-74	Резистори і конденсатори

 

2 Спеціальна частина

2.1Призначення і технічна характеристика установки

Тока́рно-гвинторі́зний верста́т — один із типів верстатів токарної групи, які призначені для виконання різноманітних токарних робіт, а також для нарізування метричних, дюймових, модульних, пітчевих і торцевих різьбь. Верстати як правило мають високу жорсткість, достатню потужність, високі частоти обертання шпинделя, і це дозволяє обробляти деталі на підвищених режимах різання. При обробці складних криволінійних поверхонь на верстатах можна застосовувати гідрокопіювальний супорт, що автоматизує процес обробки. При обробці отворів задня бабка за допомогою спеціального замка може з'єднуватися із супортом і одержувати механічну подачу. У фартуху є пружинна муфта, що дозволяє обробляти деталі за упором, що також автоматизує процес обробки. Фрезерні верстати дозволяють виготовляти деталі з будь-яких матеріалів різних модифікацій та комплектовки. На верстати типу 250 итп можуть використовуватися наступні величини напруги змінного струму:

-  силове коло 50 ГЦ, 60 Гц – 220, 380, 400, 415, 440 В ;

-  коло керування 50 Гц, 60 Гц – 110 або 220 В;

-  коло місцевого освітлення 50 Гц, 60 Гц – 24, 36, 110 В;

-  коло електродинамічного гальмування 60-65 В (для мережі 380-440 В) та 56 В (для мережі 220 В).

Освітлення робочого місця виконується світильником місцевого освітлення, змонтованим зліва на станині верстата.

Опис основних вузлів

Верстат складається із таких основних частин: станини, передньої бабки, задньої бабки, супорта, гітари. Коробки подач, фартуха, клинопасової передачі. Станина є основною і служить для монтажу всіх основних складальних одиниць верстата. По направляючим станини переміщується каретка супорта і задня бабка. Передня бабка встановлюється в лівій частині станини для закріплення заготовки і повідомлення їй обертального руху. В ній розміщена коробка швидкостей. Задня бабка підтримує вільний кінець довгих заготовок. В ній кріплять ріжучі інструменти (свердла, зенкери, розверстки). Вона складається із основних трьох частин: корпуса, пінолі та плити. В конічний отвір пінолі можна встановити центр або інструмент. При необхідності корпус задньої бабки суміщають в поперечному напрямку для обточування конусних отворів. Супорт призначений для кріплення різців у різцетримачі і переміщення їх в повздовжньому і поперечному напрямках, відносно оброблюваної заготовки, вручну або механічно. Гітара служить для передачі обертання від коробки швидкостей до коробки подач. Коробка подач передає обертання на ходовий гвинт або ходовий вал. Її конструкція дозволяє налагоджувати верстат на необхідну подачу чи на крок нарізання різьби. Клинопасова передача служить для передачі обертального руху від електродвигуна на вал коробки швидкостей. Фартух призначений для виконання ручної поздовжньої подачі супорта, а також механічної поздовжньої подачі від ходового валика і ходового гвинта. Ручна подача здійснюється за допомогою маховика, на валу якого знаходиться зубчасте колесо, яке зачіпляється із зубчастим колесом, насадженим на валик з реєчною шестернею. Це колесо знаходиться в постійному зачепленні із зубчастою рейкою, яка прикріплена до станини. Механічну подачу від ходового валика здійснюють через черв’як, насаджений на ковзаючу шпонку. Черв’як обертає колесо і через кулачкову муфту і зубчасті колеса рух передається на рейкову шестерню. Для включення механічної подачі рукоятку слід повернути на себе. Механічна подача від ходового гвинта здійснюється поворотом рукоятки вниз. При цьому обидві половини роз’ємної гайки з’єднуються з ходовим гвинтом. При нарізанні різьби потрібно зубчасте колесо виводити із зачеплення з рейкою, кнопкою. Для безпечної роботи всі рухомі частини верстата повинні бути закриті кожухами. Відкидний екран над різцетримачем і кожух токарного патрона обладнанні електроблокуванням, тому верстат можна включити лише при опущених кожусі та екрані. Коробка швидкостей складається із циліндричних зубчастих передач, а вони, як і пасові, характеризуються передаточним числом. Для зміни частоти обертання шпинделя в коробці швидкостей є блоки зубчастих коліс, які можна переміщати вздовж вала на шліцах, або шпонках.

 

2.1Схема кінематична.

М1 Ін=6.7А Nн=1410 об/хв

 

2.3  Розрахунок навантажень і вибір силового електроустаткування

До силового обладнання промислових установок відносять двигуни ел. приводів виробничих машин і механізмів, напівпровідникові випрямлячі, інвертори, перетворювачі частоти які забезпечують роботу електротехнологічних установок та живлення електроприводів, нагрівальні елементи термічних установок.

Загальна методика вибору електричних двигунів

Двигуни вибирають:

1.  за родом струму.

Перевага надається двигунам змінного струму, а постійного І застосовується лише у випадку необхідності плавного регулювання швидкості виробничого механізму.

2.  за номінальною напругою.

Перевага надається двигунам з Uном-0,4 кВ, що відповідає напрузі розподільчої мережі цехів промислових підприємств. Якщо потужність двигунів складає більше 315 кВт, двигуни застосовують з Uном=6-10 кВ, що дозволяє знизити рівень номінальних і пускових струмів двигунів і зменшити перерізи живлячих ел. мереж.

3.  за номінальною потужністю.

Відповідно до потужності виробничого механізму і перевіряють тепловий режим роботи двигуна. Потужність виробничого механізму розраховують по навантажувальних діаграмах

Характерними режимами роботи головних приводів є: тривалий, повторно-короткочасний, допоміжний (короткочасний).

Кожен вид обробки деталей на верстатах характеризується оптимальними величинами: швидкістю V, зусиллям F, потужністю різання Pz.

Використовуючи потужність різання і ККД кінематичної передачі , розраховують і вибирають електродвигуни, виходячи з умови:

Необхідна потужність електричних двигунів для механізмів подач визначається з умови отримання необхідного обертового моменту на валу ходового гвинта і швидкості подачі. Цей момент при відомих параметрах ходового гвинта (середній діаметр гвинта dср, крок нарізки t, її нахил і кут тертя , передавальне число передачі від двигуна до ходового гвинта ір, ККД передачі можна розрахувати за формулою:

При лінійному переміщені рухомого органу верстата і відомих масах станини і вибору воно містить наступні складові: радіальну Fу, осьову Fx, різання Fz і присипання , тобто:

4.  за номінальною частотою обертання

Відповідно до швидкості роботи виробничого механізму.

Перевага надається двигунам з більшою частотою обертання, що дозволяє створювати компактні промислові установки і встановлювати електричні двигуни безпосередньо на виробничий механізм зменшуючи кількість ведених кінематичних кіл.

5.  за режимом роботи

Відповідно до режиму виробничого механізму.

6.  за електричною модифікацією

(з підвищеним пусковим моментом, з підвищеним ковзанням, з фазним ротором).

Повинна узгоджуватися з навантажувальною діаграмою виробничого механізму.

Вибираємо двигун М1.

Згідно паспортних даних і технологічної документації, даний двигун є приводом головного руху Відповідно до змін і вдосконалень, які необхідно внести, вибираємо двигун: АИР100S4У3, nн=1410 об/хв., Рн=3 кВт, Uн=380 В, fн=50 Гц.

Вибираємо двигун М2.

Згідно паспортних даних і технологічної документації, даний двигун є насосом охолодження. Відповідно до змін і вдосконалень, які необхідно внести, вибираємо двигун: АИР71В2, nн= 2660 об/хв., Рн = 0,9 кВт, Uн= 380 В, fн=50 Гц.

Вибираємо двигун М3.

Згідно паспортних даних і технологічної документації, даний двигун є приводом станції змазки. Відповідно до змін і вдосконалень, які необхідно внести, вибираємо двигун: АИР502В2, nн=2800 об/хв., Рн = 0,12 кВт, Uн = 380 В, fн = 50 Гц.

Таблиця 2.1. Вибір двигунів

Призначення електропривода	Вид пере-даточного пристрою	Технічні дані двигунів	Cхеми Зэднань обмоток збудження	Шз IP	монтаж
Тип	Рн, кВт	Nн, В	Ін, А	nн, об/хв.	Ŋ, %	cosɥ
Двигун головного руху	Клиново пасова	АИР100S4У3	3	380	6,7	1410	0,82	0,83	Ύ/Δ	54	ІМ1001
Двигун станції смазки	Пряма передача	АИР71В2	0,9	380	1,9	2660	0,79	0,83	Ύ/Δ	54	3081
Двигун електро насоса	Комплектно вбудований	АИР50В2	0,12	380	0,3	2800	0,63	0,75	Ύ/Δ	54	3081

2.4 Розробка ехеми електричної принципової