Дипломная (вкр): Электрооборудование широкоуниверсального инструментального фрезерного станка модели 67К25В

Электрооборудование широкоуниверсального инструментального фрезерного станка модели 67К25В

Управление образования и науки Орловской области

Дипломная работа

на тему

Электрооборудование широкоуниверсального инструментального фрезерного станка модели 67К25В

Орел, 2015г.

ВВЕДЕНИЕ

Научно-технический прогресс предполагает повышение производительности труда, технического уровня: и качества продукции, радикальное улучшение использования материалов, топлива и энергии. Именно с этих позиций следует рассматривать вопросы технической эксплуатация и ремонта электрического и электромеханического оборудования!

Важную роль в обеспечении надежной работы и увеличении эффективности использования электрического и электромеханического оборудования играет его правильная эксплуатация, составными частями которой являются, в частности, хранение, монтаж, техническое обслуживание и ремонты Важным резервом является также правильный выбор оборудования по мощности и уровню использования. По оценкам специалистов, это позволяет экономить до 20-25% потребляемой электрической энергии.

Качественный ремонт оборудования может быть обеспечен только на специализированном предприятии с высоким уровнем технологической дисциплины и с использованием технологических процессов, применяемых на заводах-изготовителях этого оборудования. Ремонт крупных электрических машин, мощных трансформаторов и электрических аппаратов, как правило, обеспечивается за счет применения фирменного ремонта, осуществляемого силами предприятия-изготовителя

В масштабах России централизованному ремонту подвергается до 25% электрооборудования, а основная его часть ремонтируется самими потребителями. Если крупные завод металлургической и машиностроительной промышленности обладают для этого специализированными цехами, то на большинстве предприятий ремонт производится по упрощенной технологии с невысоким качеством и повышенной себестоимостью. Ранее такой подход был оправдан дефицитом соответствующего оборудования. Сейчас дефицит практически отсутствует, что делает некачественный ремонт экономически нецелесообразным. Поэтому при определении целесообразности осуществления ремонта и выборе его формы следует иметь в виду, что после капитального ремонта оборудование не должно уступать по своим энергетическим и эксплуатационным свойствам новому. Исключение может быть сделано лишь в случае внезапного отказа оборудования при отсутствии в наличии необходимого равноценного [1, c. 3].

циклограмма электропривод провод кабель

Тип механизма, назначение, его основные технические данные

Станок фрезерный широкоуниверсальный инструментальный модели 67К25В предназначен для горизонтального и вертикального фрезерование изделий из различных материалов цилиндрической, дисковыми, концевыми, фасонными и другими фрезами.

Станок предназначен для работы в инструментальных целях крупносерийного и массового производства и в основных цехах мелкосерийного поставок

Основные технические данные [2, с. 5]:

Ширина рабочей поверхности вертикального стола ………250 мм

Длина рабочей поверхности вертикального стола ………...630 мм

Т-образные пазы:

ширина 2-х верхних……………………………………………I4H8 мм

ширина нижнего………………………………………………I4HI2 мм

Наибольшее перемещение вертикального стола:

Продольное………………………………………………………400 мм

Вертикальное…………………………………………………….450 мм

Конец шпинделя с конусностью / : 24…………………………40 мм

Число Т-образных пазов…………………………………………3 мм

Степень точности конуса конца шпинделя……………………...АТ5

Расстояние от оси горизонтального шпинделя до рабочей поверхности углового горизонтального стола:

наименьшее и при ручном перемещении…………………………45 мм

наибольшее………………………………………………………..595 мм

Расстояние от торца вертикального шпинделя до рабочей поверхности углового горизонтального стола:

наименьшее ……………………………………………………….10 мм

наибольшее………………………………………………………490 мм

Расстояние от поверхности защитной гармонией до оси вертикального шпинделя:

Наименьшее……………………………………………………..165 мм

наибольшее……………………………………………………...485 мм

Наибольшее расстояние от торца горизонтального шпинделя

до переднего торца подвески…………………………………...290 мм

Количество скоростей шпинделей:

горизонтального………………………………………………......….18

вертикального…………………………………………………….….18

Пределы частот вращения шпинделей:

Горизонтального………………………………………40+2000 об/мин

вертикального…………………………………………40+2000 об/мин

Количестве подач стола;

Продольных………………………………………..…..Бесступенчатое

Вертикальных………………………………………..….…..…...То же

Пределы подач стола:

Продольных……………………………………………10+1000 мм/мин

Вертикальных…………………………………………10+1000 мм/мин

Ускоренный ход стола ……………………………………1800 мм/мин

Количество подач шпиндельной бабки……………….Бесступенчатое

Пределы подач шпиндельной бабки…………………10+1000 мм/мин

Ускоренное перемещение шпиндельной бабки…………1800 мм/мин

Усилие затяжки инструмента, не менее……………………….10000 Н

Габаритные размеры станка, не более

длина……………………………………………………………1685 мм

ширина………………………………………………………….1655 мм

высота…………………………………………………………..1865 мм

Масса станка, не более……………………………………….…….1350 кг

Масса электрошкафа, не более……………………..……………….260 кг

Масса инструмента и принадлежностей , не более…………...600 кг

Назначение электроприводов, кинематическая схема и ее описание

К исполнительным органам движение передается по кинематическим цепям, состоящим из отдельных звеньев - кинематических пар. Кинематические цепи служат также для изменения скоростей и направлений движения исполнительных органов, для согласования движений отдельных узлов станка и преобразования одного вида движения в другое, например, вращательного в поступательное, или наоборот, для суммирования движений и т. д. Кинематическая цепь станка состоит в общем случае из различных передач - ременных, зубчатых, червячных и др. - расположенных в определенной последовательности.

Условное изображение совокупности кинематических цепей станка в одной плоскости - плоскости чертежа, называется его кинематической схемой. Цепь главного движения

От электродвигателя I движение через поликлиновую передачу, муфту 2 передается на вал I коробки скоростей. От вала I через зубчатые колеса 3-14 движение передается на вал II, а затем через колеса 15-18 на вал IV . От вала IV через зубчатую муфту вращение сообщается горизонтальному шпинделю. Шесть нижних скоростей передается от вала II на вал IV через зубчатые колеса 19-20, 21-18.

Вал вертикального шпинделя Ж получает вращение от вала IV через коническую пару 22-23 и цилиндрическую пару 24-25.

Различные положения блоков шестерен 4-6, 8-10, 12-14, 15-17 и шестерни 21 позволяют сообщать горизонтальному и вертикальному шпинделям 18 различных скоростей.

Цепь подач.

Все подачи станка (стола в вертикальном и продольном направлениях, фрезерной бабки в поперечном направлении) осуществляются механически и вручную. Кроме того, для всех направлений предусмотрено ускоренное перемещение.

От электродвигателя подач 29 вращение через зубчатую пару 30, 31 и муфту 34 передается на вал ХIV и через коническую пару 35-36 на вал ХV.

От вала ХV вращение через пару 47-48 передается на вал ХХIV передающего вращение к винтам продольной и вертикальной подачи. Продольное механическое перемещение стола осуществляется от вала ХХIV через пару 49-50, электромагнитную муфту 51, коническую пару 52-53, цилиндрическую пару 54-55 и винт ХХVII с шагом t = 4 мм.

Ручное перемещение стола осуществляется маховиком 58 через муфту 57.

Вертикальное перемещение стола осуществляется от вала ХХIV через пары 49-61, 62-63 и винт XXIII с i. = 6 мм. Ручное перемещение - от маховика 72 через муфту 71, конические пары 70-69, 69-68, 67-66 и цилиндрическую пару 62-63.

Механическое перемещение фрезерной бабки осуществляется при включении электромагнитной муфты 37 от вала ХV через коническую пару 38-39 и винт XX с t = 6 мм.

Ручное поперечное перемещение - от маховика 46 через муфту 45 и коническую пару 41-40. Привод подач станка обеспечивает получение подач рабочих органов от 10 мм/мин до 1000 мм/мин и ускоренный ход - 1800 мм/мин. Регулирование подач - бесступенчатое и производится двигателем постоянного тока 29.

На станке установлены

M1-двигатель гидравлики

М2-электронасос СОЖ

М3-электродвигатель шпинделя

М4-электродвигатель быстроходной головки

М -электродвигатель подач

Рисунок Кинематическая схема

Последовательность включения приводов, режимы работы электроприводов

На станке установлены трехфазные асинхронные электродвигатели: главного привода шпинделя, электродвигатель быстроходной головки, двигатель гидравлики, электронасоса охлаждения, а также двигатель привода подач.

Последовательность включения двигателей, электромагнитных муфт, электромагнитов при выполнении определенных операций может быть представлена в виде циклограммы.

Пуске станка осуществляется кнопкой при этом включается электродвигатель гидравлики, после чего можно запустить кнопкой электродвигатель главного привода шпинделя.

Выбор движения рабочих органов выбирается переключателем, включение движения и направления движения производится кнопками, затем подается сигнал на тиристорный преобразователь который подает питание на двигатель постоянного тока.

Переключателем включается электродвигатель насоса СОЖ

Исходя из циклограммы можно сделать вывод, что двигатель главного привода и привод гидравлики работает в продолжительном режиме. Привод СОЖ работает в кратковременном режиме. Привод подач работает в повторно-кратковременном режиме.

Расчет мощности электродвигателей приводов механизма

Расчет мощности электродвигателя главного привода M3

Выбирается тип фрезы, выписываются из справочника [3, с. 187] ее параметры:

Выбрана торцовая фреза, оснащенная вставными ножами из быстрорежущей стали D = 125 мм; числом зубьев z = 14; стойкостью фрезы Т = 180 мин; глубиной фрезерования t = 1,3 мм; подачей на зуб фрезы s = 0,12 - 0,2 мм; шириной фрезерования В = 40 мм.

Рассчитывается скорость резания, м/мин:

V=,

где С, К, m, x, y, u, p - коэффициенты и показатели степени, зависящие от свойств обрабатываемого материала, типа фрезы, вида обработки, определяются по справочнику [3, с. 288].

С = 445; К = 1; m = 0,32; x = 0,15; y = 0,35; u = 0,2; p = 0,; q=0,2

V= = 198 (м/мин)

Рассчитывается главная составляющая усилия резания при фрезеровании - окружное усилие, Н:

F=,

Где n - частота вращения фрезы, об/мин;

С, К, x, y, u, q, w - коэффициент и показатели степени, зависящие от свойств обрабатываемого материала, типа фрезы, вида обработки, определяются по справочнику [3, с. 291].

С =50; К =1; x =0,9; y =0,72; u =1,14; q =1,14; w =0; n=504,6 об/мин

F = = 605 (Н)

Определяется мощность резания, кВт:

Р =

Р = =2 (кВт)

Определяется мощность на валу двигателя, кВт:

Р =

где η - КПД станка, принимается равным 0,75 - 0,8

Р = = 2,5 (кВт)

Расчет мощность электронасоса смазочно-охлаждающие жидкости М2

где Q =0,0037 м/с ;

Н =0,025·10Па ;

η=0,95 ;

η=0,9 ;

К=1,1 ;

(кВт)

Расчет мощность электродвигатель гидравлики М1

где =98.1бар ;

=3,2 л/мин ;

η = 0,94

(кВт)

Выбор питающего напряжения и рода тока

На станке применяется напряжение переменного и постоянного тока:

силовая цепь питается от трехфазного переменного напряжения величиной 380 В и частотой 50 Гц;

цепь питания двигателя привода подач постоянное напряжение;

цепь управления рассчитана на переменное напряжение 110 В частотой 50 Гц, и на постоянное напряжение 24В;

цепь сигнализации ~ 24 В;

цепь местного освещения ~ 24 В;

цепь питания тормозной электромагнитной муфты - 24 В род тока постоянный.

Выбор типа электродвигателей и их проверка

Двигатель главного привода М3:

По рассчитанной мощности и предъявленным требованиям выбирается двигатель марки АИР90L2.

Паспортные данные [4, с. 138]:н=3 кВт - номинальная мощность.

nо=3000 об. / мин. -синхронная частота вращения.

sн=5% - номинальное скольжение

hн=84,5%-номинальный КПД

Cosφ=0,88-номинальный коэффициент мощности.

К1=Мм/Мн=2,2 -кратность максимального момента.

К2=Мn/Мн=2- кратность пускового момента.

К3=Ммин/Мн=1,6- кратность минимального момента.

К4=Іn/Ін=7 - кратность пускового тока

Проверка выбранного двигателя [5, с. 5].

Номинальная частота вращения, об/мин, и номинальная скорость, рад/с

nн = nо ∙(1 - sн )

nн = 3000 ∙(1 - 0,05 )=2850 (об/мин)

ωн = p∙ nн / 30

ωн = p∙ 2850/ 30=298,3 (рад/с)

Номинальный и максимальный моменты двигателя, Н∙м