Расчет электрооборудования станка 1К62

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

станок электродвигатель привод

Металлорежущие станки являются распространенными производственными машинами, предназначенными для механической обработки заготовок из металла режущими инструментами. Путем снятия стружки заготовке придаются требуемая форма, размеры и чистота поверхности. На электромашиностроительных заводах механическая обработка занимает значительное место в общем процессе изготовления электрической машины в условиях крупносерийного и массового производства.

В зависимости от характера выполняемых работ, вида применяемых инструментов и формы образуемой поверхности металлорежущие станки подразделяются на следующие девять групп:

- токарные;

- сверлильные и расточные;

- шлифовальные;

- комбинированные;

- зубо- и резьбообрабатывающие;

- фрезерные;

- строгальные и долбежные;

- отрезные;

- разные.

Внутри групп станки подразделяются на типы (модели).

В зависимости от технологических возможностей обработки деталей разных размеров форм и от характера организации производства различают станки:

- универсальные и широкого назначения, служащее для выполнения различных операций (например, точения, сверления, нарезания резьбы и др.) и способов обработки (например, фрезерования и растачивания отверстий) при обработке изделий многих наименований и типов размеров; такие станки применяются при штучном и мелкосерийном производстве в ремонтных цехах, мастерских и так далее;

- специализированные, предназначенные для обработки деталей, сходных по форме, но имеющих различные размеры; такие станки используются в серийном производстве;

- специальные, служащие для обработки деталей одного типоразмера; станки такого вида применяются в крупносерийном и массовом производстве.

По массе и размерам различат станки: нормальные имеющие массу до кг; крупные массой от 10 до кг; тяжелые - от 10 до кг и уникальные - свыше кг. По точности обработки различают станки нормальной, повышенной, высокой и особо высокой точности (прецизионные).

1. Металлорежущие станки токарной группы

1.1 Устройство токарного станка модели 1К62

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

На токарных станках производится обработка наружных, внутренних и торцевых поверхностей тел вращения цилиндрической, конической и фасонной формы, а также прорезка канавок, нарезка наружной и внутренней резьбы и.т.д. Режущими инструментами на токарных станках служит в основном резцы, но применяются также и сверла, развертки, метчики, плашки.

Характерной особенностью станков токарной группы является осуществление главного движения за счет вращения обрабатываемой детали. Подача режущего инструмента производиться путем поступательного перемещения суппортов.

Наибольшее применение получили универсальные токарно-винторезные станки, на которых выполняются всевозможные токарные работы. В электромашиностроении на токарных станках производиться обточка валов, подшипниковых щитов и других деталей электрических машин.

Основные узлы станка:

-станина;

-передняя (шпиндельная) бабка с коробкой скоростей;

-шпиндель;

-суппорт;

-задняя бабка;

-коробка подач;

-фартук;

-шкаф с электрооборудованием.

Станина является основной несущей конструкцией станка. По направляющим станины перемещается нижняя каретка суппорта, а также задняя бабка. Шпиндель представляет собой полый вал, через который можно пропускать прутковый материал при обработке его на станке. На шпиндель навертывается патрон либо планшайба для закрепления обрабатываемого изделия, а также может устанавливаться перед ней центр при обработке изделия в центрах.

Суппорт служит для закрепления режущего инструмента (резца) и сообщения ему движения подачи: предельной и поперечной. Фартук соединен с нижней кареткой суппорта и перемещается вместе с ней вдоль станины. Движение суппорта передается через механизм фартука от ходового вала либо от ходового винта, которые получают вращение от коробки подач. Ходовой винт используется при нарезании резьбы, ходовой вал - при всех других видах обработки. Задняя бабка используется как вторая опора при обработке в центрах сравнительно длинных изделий. Она имеет выдвижную пиноль, в которой закрепляется задний центр или режущий инструмент для обработки отверстий - сверла, метчики, развертки и.д.р.

Передняя бабка служит для сообщения шпинделю различной скоростей вращения при резании, сверлении, нарезании резьбы и приводит в движение сменные зубчатые колеса приклона.

Механизм передней бабки позволяет:

- нарезать резьбы с увеличенным шагом в четыре и 16 раз, передаточное отношение между цепью подач и шпинделем увеличивается в восемь и 32 раза;

- нарезать правые и левые резьбы;

- нарезать многозаходные резьбы с делением на два, три, четыре, пять, шесть, 10,12, 15, 20, 30 и 60 заходов.

Механизм коробки подач позволяет через ходовой винт с шагом 12 мм (без звена увеличения шага) получить следующие резьбы:

- метрические с шагом от 0,87 до 12 мм;

- дюймовые от 2 до 24 ниток на 1”;

- модульные от 0,5 до 3 модулей;

- питчевые от 1 до 96 питчей.

Посредством механизма увеличения шага при числе оборотов шпинделя от 12.5 до 40 можно получить резьбы с увеличенным шагом, превышающим нормальный в 32 раза, а при числе оборотов от 50 до 160 - в 8 раз в соответствии с данными таблицы на рукоятке.

Через ходовой валик суппорт при любом числе оборотов шпинделя получает продольные подачи от 0,07 до 2,08 мм/об и поперечные от 0,035 до 1,04 мм/об, а при числе оборотов от 50 до 630 в минуту - продольные подачи от 2,28 до 4,16 мм/об и поперечные от 1,14 до 2,08 мм/об.

Для нарезания более точной резьбы в коробке подач предусмотрено положение рукоятки, при котором ходовой винт включается на прямую, минуя механизм коробки подач. При этом нужный шаг подбирается сменными шестернями специального набора.

Для осуществления быстрых перемещений суппорта в коробке подач на выходном валу смонтирована обгонная муфта.

1.2 Основные движения в токарном винторезном станке

Процесс получения на станках деталей определенной формы поверхности и размеров состоит в снятии с заготовки лишнего металла инструментом, режущая кромка которого перемещается относительно заготовки. Необходимое относительное перемещение создается в результате сочетания движений инструмента и заготовки. Они называются основными или рабочими движениями. Их разделяют на главное (режущее) движение (за счет него инструмент производит резание метала) и движение подачи, которое служит для перемещения инструмента или обрабатываемой заготовки (в зависимости от типа станка) для снятия слоя металла с целью придания детали определенной формы.

В зависимости от вида обработки основные движения могут иметь различный характер. Так, при строгании сочетаются поступательное движения детали или инструмента (движение резания) и перпендикулярное к нему поступательно движение инструмента (подачи); при токарной обработки происходит вращение заготовки и поступательное движение инструмента; фрезерование осуществляется путем сочетания вращательного движения инструмента и поступательное движение заготовки; при сверлении оба основных движения совершает инструмент и.т.д.

Главные движения в станках обычно осуществляются при помощи электроприводов (иногда применяются и гидроприводы), движение подачи - либо через механическую передачу главного привода, либо от отдельных электро - или гидроприводов.

Кроме основных движений в станках имеются и вспомогательные движения. Они непосредственно не участвуют в процессе резания, но необходимы для обработки изделий, например, для установки инструмента, автоматического подвода его к заготовке и обратного отвода, контроля размеров в процессе обработки, подачи смазки и охлаждающей жидкости и.т.д.

Передача движений в станках от двигателя к рабочим органам осуществляется кинематическими цепями механизмов станка. Структуру этих цепей, их взаимные связи и особенности можно проследить по кинематической схеме станка. По такой схеме легко рассчитываются скорости движения рабочих органов станка или, наоборот, по заданным скоростям движения рабочих органов находятся требуемые значения угловой скорости двигателей.

Основные движения в токарном винторезном станке показаны на рисунке 1

1 - деталь; 2 - резец; 3- шпиндель станка; 5 - движение подачи; t - глубина резания; S - подача; V - скорость резания.

Рисунок 1 - Схема токарной обработки

2. Расчет электрооборудования станка

Таблица 1 - Таблица режимов резания к расчету оборудования станка

Наименование	Обозначение	Размер	Количественные и качественные параметры работы
			режимы
			черновой	чистовой
1) Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки	D	мм	60	44
2) Длина резанья токарным проходным	L	мм	380	380
3) Вид токарной обработки	продольное точение
4) Резец: материалы резца	Р18
5) Тип резца	прямой, правый
6) Стойкость	Т	мин	50
7) Режимы резания
8) Глубина резания	t	мм	8	0,9
9) Подача	S	мм/оборот	0,8	0,1
10) Коэффициенты и показатели степени при скорости резания ?z: Cv			96,2
m			0,125
Xv			0,25
Yv			0,33
11) Коэффициенты и показатели степени при Fz: Cf			27,9
Xf			0,75
Yf			0,75
n			0,35
12) КПД станка при номинальной нагрузке	з	%	0,74
13) Охлаждающая жидкость	сульфафрезо

2.1 Электропривод станка

Диапазон регулирования частоты вращения шпинделя токарных станков достигает (80 - 100):1. При этом желательно иметь по возможности плавное ее изменение с тем что бы во всех случаях обеспечить наиболее выгодную скорость резания.

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

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

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

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

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

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

2.2 Выбор рода тока и напряжения электрооборудования станка

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

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

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

На выбор напряжения (от центрального распределительного пункта (ЦРП) до трансформаторных подстанций (ТП)) существенное влияние оказывает предполагаемое наличие на объекте электродвигателей напряжением выше 1 кВ (6, 10 кВ), электрических печей и других электроприемников.

Для питания цеховых ТП чаще применяется напряжение 10кВ.

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

Номинальными напряжениями, применяемыми на промышленных предприятиях для распределения электроэнергии (по ГОСТ 721--771), являются 10; 6; 0,66; 0,38; 0,22 кВ.

Применять на низшей ступени распределения электроэнергии напряжение выше 1кВ рекомендуется только в случае, если установлено специальное электрооборудование, работающее при напряжении выше 1 кв.

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

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

При выборе одного из двух рекомендуемых напряжений необходимо исходить из условия возможности совместного питания силовых и осветительных электроприемников от общих трансформаторов.

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

На предприятиях с преобладанием электроприемников малой мощности более выгодно использовать напряжение 380/220 В (если не доказана целесообразность применения иного напряжения).

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

2.3 Расчет мощности электродвигателя главного привода станка

2.3.1 Режим чернового резания

Скорость резания в режиме чернового резания VZ1, м/мин, определяется по формуле

(1)

где Сv - коэффициент, характеризирующий свойства обрабатываемого материала, резца а так же вид токарной обработки (наружное точение, обрезка, нарезание резьбы и др.);

t - глубина резания, мм;

S - подача, мм/об;

m, Xv, Yv - показатели степени, зависящие от свойств обрабатываемого материала, резца и вида обработки;

T - стойкость резца (продолжительность работы резца до затупления), мин;

Vz - скорость резания, м/мин.

Рассчитываем скорость резания в режиме чернового резания по формуле (1)

м/мин.

Расчет усиления резания FZ1, Н, определяется по формуле

(2)

где CFZ- коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал резца и вид токарной обработки;

XFz,YFz,n - показатели степени, зависящие от свойств обрабатываемого материала, резца и вида обработки.

Расчет усиления резания производим по формуле (2)

Н

Мощность резания, в режиме черновой обработки PZ1, кВт, рассчитывается по формуле

кВт (3)

где FZ1- усиление резания, Н;

VZ1- скорость резания, м/мин;

PZ1 - мощность резания, кВт.

Расчет усиление резания производим по формуле (3)

кВт.

Мощность резания на валу главного двигателя PДВ1, кВт, в установившемся режиме с учетом потерь в передачах станка рассчитывается по формуле

(4)

где PZ1- мощность резания в режиме черновой обработки, кВт;

- КПД станка при данной мощности резания, %;

PДВ1 - мощность на валу, кВт.

Расчет мощности резания на валу главного двигателя в установившемся режиме с учетом потерь в передачах станка рассчитывается по формуле (4)

 кВт

Расчет машинного или технологического времени tM1, мин, в режиме чернового резания производим по формуле

(5)

где l - длина обработки (прохода резца), мм;

nШП - частота вращения шпинделя, об/мин;

S - подача, мм/об;

tM1- машинное или технологическое время, мин.

Расчет частоты вращения шпинделя nШП1, об/мин, производим по формуле

(6)

где VZ1- скорость резания, мм/мин;

D - диаметр обрабатываемых деталей, мм;

- 3.14;

nШП1 - частота вращения шпинделя, об/мин.

Расчет частоты вращения шпинделя производим по формуле (6)

об/мин

Расчет машинного или технологического времени в режиме чернового резания производим по формуле (5)

мин

2.3.2 Режим чистового резания

Скорость резания в режиме чистового резанияVZ2 , м/мин, определяется по формуле

(7)

где Сv - коэффициент, характеризирующий свойства обрабатываемого материала, резца а так же вид токарной обработки (наружное точение, обрезка, нарезание резьбы и др.);

t - глубина резания, мм;

S - подача, мм/об;

m, Xv, Yv - показатели степени, зависящие от свойств обрабатываемого материала, резца и вида обработки;

T - стойкость резца (продолжительность работы резца до затупления), мин;

Vz - скорость резания, м/мин.

Рассчитываем скорость резания в режиме чистового резания по формуле (7)

м/мин.

Расчет усиления резания FZ2, Н, определяется по формуле

(2)

где CFz- коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал резца и вид токарной обработки;

XFz,YFz,n - показатели степени, зависящие от свойств обрабатываемого материала, резца и вида обработки.

Расчет усиления резания производим по формуле (2)

Н

Мощность резания, в режиме чистовой обработки PZ2, кВт, рассчитывается по формуле

кВт (3)

где - усиление резания, Н;

- скорость резания, м/мин;

- мощность резания.

Расчет усиление резания производим по формуле (3)

кВт.

Мощность резания на валу главного двигателя , кВт, в установившемся режиме с учетом потерь в передачах станка рассчитывается по формуле

(4)

где - мощность резания в режиме чистовой обработки, кВт;

- КПД станка при данной мощности резания, %;

- мощность на валу, кВт.

Расчет мощности резания на валу главного двигателя в установившемся режиме с учетом потерь в передачах станка рассчитывается по формуле (4)

кВт

Расчет машинного или технологического времени , мин, в режиме чистового резания производим по формуле

(5)

где - длина обработки (прохода резца), мм;

- частота вращения шпинделя, об/мин;

S - подача, мм/об.

Расчет частоты вращения шпинделя , об/мин, производим по формуле

(6)

где - скорость резания, мм/мин;

D - Диаметр обрабатываемых деталей, мм;

- 3.14;

- частота вращения шпинделя, об/мин.

Расчет частоты вращения шпинделя производим по формуле (6)

об/мин

Расчет машинного или технологического времени в режиме чистового резания производим по формуле (5)

мин.

Принимаем электропривод станка и его электродвигатель в наладочном режиме (от сети отключается).

Мощность , кВт, потребляемая в этом режиме равна

кВт (8)

Нагрузочная диаграмма режимов работы электродвигателя главного привода станка

Р = f(t) (9)

Принимаем масштаб построения

Масштаб мощности 1см - 0,2 кВт

Масштаб времени 1см - 20 сек.

Нагрузочная диаграмма режимов работы электродвигателя главного привода станка показан на рисунке 2

Рисунок2 - Нагрузочная диаграмма режимов работы электродвигателя главного привода станка

Расчет эквивалентной мощности , кВт, производим по формуле

(10)

Расчет эквивалентной мощности производим по формуле (10)

кВт.

Выбор электродвигателя стандартной мощности, удовлетворяющий условия (по справочнику электродвигателей)

(11)

Технические данные трехфазного асинхронного электродвигателя главного привода станка Д1приведены в таблице №2

Таблица 2 - технических данных трехфазного асинхронного электродвигателя главного привода станка Д1

Типы электродвигателя	Мощность электродвигателя, кВт	Напряжение линейное электродвигателя, В	При номинальной нагрузке	Кратн. пуск. тока	Кратность мощности
			Обороты ротора, об/мин	КПД з, %	Коэффициент мощности cosц
4А100МУ3	3	380	1435	82	0,83	6	2,4

2.3.3 Проверка выбранного двигателя на перегрузочную способность

Расчет момента номинального , , выбранного двигателя производим по формуле

(12)

где - номинальная мощность выбранного двигателя, кВт;

- оборы двигателя при номинальной нагрузке, об/мин;

- номинальный момент выбранного электродвигателя, .

Расчет момента номинального выбранного двигателя производим по формуле (12)

.

Расчет момента для наиболее загруженного режима , , по нагрузочной диаграмме производим по формуле

(13)

где - наибольшая мощность резания, кВт.

Расчет момента для наиболее загруженного режима по нагрузочной диаграмме производим по формуле (13)

кВт.

Условия по которому судят о перегруженной способности двигателя, на формуле

(14)

Расчет условия по которому судят о перегруженной способности двигателя на формуле (14)

2.4 Расчет мощности электродвигателя помпы (насоса)

Электродвигатель охлаждения работает продолжительное время с постоянной производительностью, но поэтому расчет мощности двигателя , Вт, производим по данной формуле

(15)

где - коэффициент запаса, принимается равным 1,14 для систем охлаждения металлорежущих станков;

= 9810 Н/- плотность перекачиваемой жидкости;

Q - производительность насоса, л/мин;

Н - 3,2 - статический напор, метры;

Q - 9,81 - ускорение свободного падения, ;

- 0,77 - КПД насоса (принимается от 60 - 75%);

- КПД передачи - 100%;

Р - мощность двигателя, Вт.

Расчет мощности двигателя производим по формуле (15)

Вт

Принимаем мощность электродвигателя серии 4А с

= 3000 об/мин - частота вращения магнитного поля статора;

n2 < n1 - частота вращения ротора.

Условия для выбора мощности электродвигателя помпы из формулы

(16)

Подставим значения в формулу (16)

Вт

Технические данные асинхронного двигателя помпы с короткозамкнутым ротором Д3 даны в таблице №3

Таблица 3 - Технические данные асинхронного двигателя помпы с короткозамкнутым ротором Д3

Типы электродвигателей	Мощность электродвигателя помпы Рн, кВт	Напряжение линейное двиг.Uн, В	При номинальной нагрузке
			обороты об/мин	КПД , %	cos
АИР56А2	0,180	380	2800	68	0,78	2,2	5

2.5 Расчет мощности электродвигателя подачи суппорта

Таблица 4 - исходные данные для расчета электродвигателя суппорта

Название величин
сила трения G, н	скорость движения резца и суппорта , м/с	коэффициент трения движения	КПД , %
1220	0,17	0,25	10

Расчет мощности электродвигателя подачи суппорта производим по формуле

(17)

где - коэффициент трения движения;

G - сила трения, н.;

- скорость движения резца и суппорта, м/с;

- мощность трения, кВт.

Расчет мощности электродвигателя подачи суппорта производим по формуле (17)

кВт

По данному расчету мощности электродвигателя находим двигатель в таблицу №5

Таблица 5- Технические данные асинхронного электродвигателя подачи единой серии 4А Д4

Типы электродв.	Мощность электродв. , кВт	Лин. Напряжение эл. двиг.U, В	При номинальной нагрузке	Кратность пускового тока	Кратность момента
			обороты ротора об/мин	КПД , %	Коэф.мощности cos
АИР71А4	0,55	380	1450	71	0,73	5	2,4

Выбор электродвигателя гидропривода станка.

Согласно паспорта станка токарновинторезного 1к62 работу гидросистемы обеспечивает асинхронный двигатель М2 (трехфазный асинхронный с короткозамкнутым ротором) следующих данных .

Таблица 6 - технические данные асинхронного двигателя гидропривода станка Д2

Типы электродв.	Мощность электродв. , кВт	Лин. Напряжение эл. двиг.U, В	При номинальной нагрузке	Кратность момента	Кратность пускового тока
			обороты ротора об/мин	КПД , %	Коэф.мощности cos
АОЛ2214М	1,1	380	1420	75	0,81	2,2	5

2.6 Расчет токовых нагрузок электродвигателей

2.6.1 Расчет токовой нагрузки электропривода главного привода станка

Активная мощность трехфазного асинхронного двигателя рассчитывается по формуле

(18)

где UЛ -линейное напряжение, В;

IЛ - линейный ток, А;

cos- коэффициент мощности;

- КПД, %;

Р - активная мощность, кВт.

Из формулы активной мощности выводим формулу линейного тока IЛ, А

 (19)

Производим расчет токовой нагрузки электропривода главного привода станка по формуле (19)

А

2.6.2 Расчет токовой нагрузки электропривода помпы

Производим расчет токовой нагрузки электропривода помпы IЛП, А, станка по формуле (19)

А

2.6.3 Расчет токовой нагрузки электропривода суппорта

Производим расчет токовой нагрузки электропривода суппорта станка по формуле (19)

А

2.6.4 Расчет токовой нагрузки электродвигателя гидропривода

Производим расчет токовой нагрузки электропривода гидропривода станка по формуле (19)

А

2.7 Расчет и выбор коммутационных защитных аппаратов

2.7.1 Расчет и выбор пакетного выключателя

Пакетный выключатель (QS) выбирается по суммарной токовой нагрузке IQS, А, всех электроприемников по формуле

(20)

Производим расчет суммарной токовой нагрузки всех электроприёмников по формуле (20)

А

Надо обратиться к электротехническому справочнику том 2 (Герасимов В.Г табл. 34.37)

Технические данные пакетного выключателя укажем в таблице №7

Таблица 7 - Технические данные пакетного выключателя

Наименование	Тип	Номинальное напряжение, В	Номинальный ток, А	Число полюсов
			постоянный	переменный
Пакетный выключатель	ПВМ3-25	220, 380	25	16	3

2.7.2 Выбор магнитного пускателя КМ1, к электродвигателю главного привода станка Д1

Исходный данные для выбора являются мощность двигателя Р, кВт, напряжение двигателя U, A, и напряжение катушки

Находим суммарную мощность двигателей P, кВт, Д1, Д3, Д4 по формуле

(21)

Расчет суммарной мощности двигателей Д1, Д3, Д4 по формуле (21)

кВт

Технические данные магнитного пускателя укажем в таблице №8

Таблица 8 - Технические данные магнитного пускателя

Наименование оборудования	Величина пускателя	Тип пускателя	Исполнение по степени защиты	Предельная мощность электродвигателя, кВт, при напряжении, В	Тип теплового реле
				380
Магнитный пускатель	II	ПМЕ-212	открытое	10	ТРН-25

2.7.3 Расчет и выбор предохранителей FU4 и FU1

Расчет и выбор предохранителя для двигателей Д3 и Д4

Выбор самого мощного из двигателей Д3, Д4

РД3=0,18 кВт,

РД4=1,1 кВт,

Д4>Д3

Находим ток плавкой вставки IПЛ.ВСТ ,А, двигателя Д4 по формуле

(22)

где КI - кратность пускового тока;

IН - номинальный ток двигателя, А;

- коэффициент, учитывающий пусковые свойства двигателей

Производим расчет тока плавкой вставки двигателя Д4 по формуле (22)

А

Расчет и выбор предохранителя для двигателя Д2 и трансформатора

Производим расчет тока плавкой вставки двигателя Д2 и трансформатора ТV по формуле (22)

А

Технические данные предохранителей с закрытыми патронами до 1000В в таблице № 9

Таблица 9 - Технические данные предохранителей с закрытыми патронами до 1000В

Наименование	Тип	Номинальное напряжение U, В	Номинальный ток I, А
			предохранителя	плавкой вставки
FU4	НПН2-60	500	60	10
FU1	НПН2-60	500	60	6

2.7.4 Выбор теплового реле КК2 и КК3

Тип реле ТРН-25для двигателя главного привода станка Д1

IН = 25 А - номинальный ток;

IТ.Р=7 А - ток теплового расцепителя.

Тип реле ТРН-25для двигателя помпы станка Д3

IН = 25 А - номинальный ток;

IТ.Р=2 А - ток теплового расцепителя.

Тип реле ТРН-25для двигателя гидропривода станка Д4

IН = 25 А - номинальный ток;

IТ.Р=3 А - ток теплового расцепителя.

2.7.5 Выбор магнитного пускателя КМ2, к электродвигателю суппорта Д2

Исходный данные для выбора являются мощность двигателя Р, кВт, напряжение двигателя U, A, и напряжение катушки

Технические данные магнитного пускателя укажем в таблице №10

Таблица 10 - Технические данные магнитного пускателя

Наименование оборудования	Величина пускателя	Тип пускателя	Исполнение по степени защиты	Предельная мощность электродвигателя, кВт, при напряжении, В	Тип теплового реле
				380
Магнитный пуск.	I	ПМЕ-011	открытое	1,1	нет

2.8 Расчет электрических сетей станка

Сечение проводов и кабелей напряжением до 1000 В по условию нагрева выбирается в зависимости длительно допустимой токовой нагрузки выбирается по формуле

(23)

где IР - расчетный ток нагрузки, А;

К1=0,94 - поправочный коэффициент на условие прокладки

проводов и кабелей;

К2=1 - поправочный коэффициент на число работающих кабелей,

лежащих рядом в земле, трубах или без труб;

IН.ДОП - длительно допустимый ток на провода кабелей и шинопроводов

2.8.1 Марка провода для монтажа двигателя М1.

Производим расчет сечение проводов и кабелей напряжением до 1000 В по условию нагрева выбирается в зависимости длительно допустимой токовой нагрузки выбирается по формуле (23)

А

АПВ3 () мм2

- провод с поливинил хлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами, количество жил три, сечение жил S=2,5 мм2;

2.8.2 Марка провода для монтажа двигателя М2.

Производим расчет сечение проводов и кабелей напряжением до 1000 В по условию нагрева выбирается в зависимости длительно допустимой токовой нагрузки выбирается по формуле (23)

А

АПВ3 () мм2 - провод с поливинил хлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами, количество жил 3, сечение жил S=2,5мм2;

2.8.3 Марка провода для монтажа двигателя М3.

Производим расчет сечение проводов и кабелей напряжением до 1000 В по условию нагрева выбирается в зависимости длительно допустимой токовой нагрузки выбирается по формуле (23)

А

АПВ3 () мм2 - провод с поливинил хлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами, количество жил 3, сечение жил S=2,5;

2.8.4 Марка провода для монтажа двигателя М4.

Производим расчет сечение проводов и кабелей напряжением до 1000 В по условию нагрева выбирается в зависимости длительно допустимой токовой нагрузки выбирается по формуле (23)

А

АПВ3 () мм2 - провод с поливинил хлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами, количество жил 3, сечение жил S=2,5;

2.9 Работа схемы электрической принципиальной станка 1К62

Замыкаем пакетный выключатель QS. Двухфазный трехобмоточный трансформатор TV под напряжением. Одна из вторичных обмоток трансформатора питает лампу местного освещения EL. Вторая вторичная обмотка понижающего трансформатора питает цех управления электродвигателями М1, М3, М4.

Пуск электродвигателя М1. Нажимаем кнопку SB2 в цепи управления. По замкнутой цепи получила питание катушка магнитного пускателя КМ1. Якорь магнитного пускателя втягивается замыкая одноименные контакты в силовой цепи на электродвигатель М1 поступает трехфазное напряжение. Одновременно замыкается контакт КМ1 цепи управления, который шунтирует кнопку SB2 что обеспечивает работу КМ1 если кнопку SB2 отпустить.

Двигатель М1 работает, шпиндель станка не вращается его вращение обеспечивается с помощью многодисковой фрикционной муфты.

Остановка двигателя М1 выполняется нажатием стоповой кнопки SB1. Цепь катушки магнитного пускателя под действием возвратных пружин отпадает. Трехфазная цепь электродвигателя размыкается. Двигатель без питания останавливается. Контакт М1 самоблокировки размыкается.

Для ограничения времени работы электродвигателя М1 в режиме холостого хода в цепи управления предусмотрено реле времени КТ, настроенное на 3 - 8 минут разрешенного времени электродвигателя в холостую.

Одновременно с пуском двигателя М1 замыкается контакт SQ7, получает питание катушка реле времени КТ.

Если время работы в холостой больше трех минут, размыкается нормально замкнутый контакт КТ в цепи катушки магнитного показателя КМ1.

Двигатель отключается.

Управление цепью быстрого перемещения суппорта.

На быстрое перемещение суппорта работает электродвигатель трехфазный асинхронный М2 и магнитный пускатель его управления КМ2.

Для быстрого подвода к изделию суппорта с резцом и быстрого отвода от детали, нажимаем кнопку SQ6. Получает питание магнитный пускатель КМ2, замыкаются его контакты КМ2 в цепи электродвигателя М2. Двигатель работает, выполняя свою функцию.Двигатель охлаждения М3 запускается параллельно с включением главного двигателя так как резание детали без охлаждения деталей и резца не возможно.

Схема предусматривает защиту:

- от токов короткого замыкания предохранителями. Их в схеме восемь штук;

- защита от токов перегрузки основных электроприёмников и сетей выполняется тепловыми реле КК1 - КК3;

- нулевая защита - от исчезновения напряжения выполняется магнитными пускателями КМ1 - КМ3.В схеме предусмотрены защита обслуживающего персонала и оборудования:

- заземлением;

- занулением корпусом электрических машин и аппаратов.

Вывод

В данном курсовом проекте было рассмотрено устройство токарного станка модели 1К62, основные движение в токарном винторезном станке. Так же был произведен расчет электрооборудования станка. Рассчитаны все режимы, режим чернового резания, режим чистового резания. Выбраны двигатели для главного привода станка модели 4А100МУ3 PH=3 кВт , для электродвигателя помпы модели АИР56А2 PH=0,180 кВт , для электродвигателя подачи суппорта модели АИР71А4 PH=0,55 кВт, для гидропривода станка модели АОЛ2214М PH=1,1 кВт. Выбраны пакетный выключатель типа ПВМ-25 IH=25 А, магнитный пускатель II величины типа ПМЕ-212 PH=10 кВт, предохранитель для группы двигателей помпы и гидропривода станка типа НПН2-60 IH=60 А, IПЛ.ВСТ=10А, предохранитель для двигателя гидропривода станка и трансформатора типа НПН2-60 IH=60 А, IПЛ.ВСТ=6 А, магнитный пускатель I величины типа ПМЕ-011 PH=10 кВт.

Марка провода для монтажа двигателя М1 провод АПВ3(1х2,5) мм2, для двигателя М2 провод АПВ3(1х2,5) мм2, для двигателя М3 провод АПВ3(1х2,5) мм2, для двигателя М4 провод АПВ3(1х2,5) мм2.

Литература

Зимин, Е. Н. Электрооборудование промышленных предприятий / Е. Н. Зимин. - М.: Енергоатом издат, 1981. - 552 с.

Электротехнический справочник: В 4 т. Т. 1 / В. Г. Герасимов [и др.] - М. : Издательство МЭИ, 2003. - 440 с., ил.

Размещено на Allbest.ru

...