Монтаж системы автоматического управления товарно-винторезного станка

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Токарно - винторезный станок является основой для построения современных технологических систем автоматического управления. С помощью него обрабатываемая деталь обретает свой окончательный готовый вид. Именно поэтому токарный станок можно встретить практически на каждом предприятии, занимающимся металлообработкой.

Целью курсового проектирования является углубление знаний по курсу «Монтаж, наладка и эксплуатация систем автоматического управления» и приобретение навыков самостоятельного решения проектно - конструкторских, расчетных и организационно - технических задач.

В качестве расчетной части предлагается рассчитать мощность подводимого к станку ИТ1-М силового кабеля, подобрать его сечение и марку. Дополнительно рассчитать ток короткого замыкания силовых частей станка. Выбрать плавкие вставки предохранителей.



1. Техническое описание

Специализированные токарно-винторезные станки облегченного типа модели ИТ1-М предназначены для выполнения разнообразных токарных и винторезных работ в патроне, на планшайбе и в центрах.

На станке осуществляется обточка, расточка, торцовка, сверление и нарезание метрической, дюймовой, модульной и питчевой резьбы.

При наличии специальных приспособлений на станках можно производить фрезерование плоскостей, шпоночных и других пазов, расточку небольших корпусных деталей, наружное и внутреннее шлифование. Поэтому САУ требует большей точности.

Суппорт состоит из нижних салазок (каретки), перемещающихся по направляющим станины. По направляющим нижних салазок перемещаются в направлении, перпендикулярном к линии центров, поперечные салазки, на которых располагается резцовая каретка с резцедержателями. Резцовая каретка смонтирована на поворотной части, которую можно устанавливать под углом к линии центров станка.

Основными параметрами станка ИТ1-М являются наибольший диаметр обрабатываемой детали над станиной и наибольшее расстояние между центрами. Важной составляющей станка является также наибольший диаметр заготовки, обрабатываемой над поперечными салазками суппорта.

Токарно-винторезный станок предназначен для выполнения разнообразных токарных и винторезных работ по чёрным и цветным металлам, включая точение конусов, нарезание метрической, модульной, дюймовой и питчевых резьб.



1.1 Основные технические характеристики станка ИТ1-М

Число оборотов шпинделя в минуту………………...28/1250

Количество частот вращения шпинделя….………….……12

Максимальная высота устанавливаемого резца, мм………….....25

Мощность электродвигателя основного привода, кВт………3,12

Наибольшая высота затачиваемых резцов, мм………………………100

Количество подач продольных………………………….......50

Количество подач поперечных…………………………..….50

Конец шпинделя, К………………………………………….…6

Размер конуса в шпинделе………………………..Морзе 5 АТ8

Класс точности станка……………………..…Н по ГОСТ 8-71

Максимальная длина обрабатываемой заготовки, мм…...…………1000

Габаритные размеры, мм………………………..2585х960х1500

Масса станка, кг……………………………………………..1330

Шаг резьбы метрической, мм…………………………..0,25/112

Шаг резьбы модульной, модуль…………….…………...0,25/56

Шаг резьбы дюймовой, ниток на 1"...…………………….56…1

Шаг резьбы питчевой, питч……………………………….56…1

Максимальный диаметр обрабатываемой заготовки, над станиной, мм .400

Максимальный диаметр обрабатываемой заготовки, над суппортом, мм.225

Максимальный диаметр прутка, который проходит через отверстие в шпинделе, мм 36



1.2 Эксплуатация и обслуживание станка ИТ1-М

Конструкция станка - станина станка литой конструкции, коробчатой формы с поперечными ребрами. Для возможности обработки изделий диаметром до 550 мм в станине имеется выемка со вставленным в нее мостиком.

Две призматические и две плоские направляющие подвергнуты термообработке с последующей шлифовкой. Станина устанавливается на двух пустотелых тумбах.

В передней бабке размещен шпиндельный узел - главный элемент станка, звено увеличения шага, реверс резьбы и подачи, а так же привод движения сменных зубчатых колес коробки подач. Шпиндель получает шесть частот вращения от ведомого шкива напрямую, т.е. через зубчатую муфту, и шесть частот вращения через переборную группу зубчатых колес. Всего шпиндель имеет двенадцать частот вращения.

При включении ходового винта блокируется рукоятка ходового вала, что устраняет одновременное включение винта и вала. Маховик при этом может быть отключен кнопкой. Продольная и поперечная подачи включаются одной рукояткой. Отсчет продольных перемещений производится лимбом защиты ходового винта и ходового вала.

Коробка подач получает движение от передней бабки станка через сменные зубчатые колеса и обеспечивает получение метрических, дюймовых, модульных и питчевых резьб, а также продольных и поперечных подач в пределах технической характеристики станка.

Механизм коробки подач отключается при включении муфт и ходовой винт получает движение непосредственно от передней бабки через сменные зубчатые колеса коробки передач. Управление коробкой подач осуществляется плоскими кулачками, зубчатыми колесами и системой рычагов.

1.3 Электрооборудование станка ИТ1-М

Общие сведения - питание электрооборудования станка осуществляется от сети трехфазного переменного тока напряжением 380 вольт, частотой 50Гц.

На станке установлены:

- Асинхронный электродвигатель типа: 4АМ100S4, 220/380В.

- Автоматический выключатель типа: АЕ-2046М-20, ток 25А.

- Электронасос типа: Х14-22М, 220/380В.

- Конечный выключатель типа: ВП15Д21Б211

- Колодка штепсельного разъема: ШР32П8ЭГ2.

Электросхемой предусмотрено:

- Защита электродвигателей от перегрузки и токов короткого замыкания с помощью автоматического выключателя типа АЕ-2046М-20.

- Кнопочное управление электродвигателем шпинделя.

- Цепь освещения выполнена на напряжении 12В от бортовой сети.

- Панель электрооборудования расположена на пульте управления, остальная электроаппаратура размещена в нише станины.

1.4 Указания по безопасной работе на станке ИТ1-М

- Включать незаземленный станок в сеть категорически запрещается.

- Электродвигатель и металлоконструкции станка необходимо заземлить и регулярно проверять эффективность заземления.

- При подключении станка к сети на месте установки необходимо обеспечить правильное направление вращения электродвигателя.

- При перегрузке станка во время работы срабатывает автоматический выключатель, отключающий станок от сети.

- В процессе эксплуатации станка должны периодически проверяться чистота и исправность контактов пусковой аппаратуры.

- Кожух необходимо периодически очищать от абразивной пыли.

- Допуск к электрооборудованию станка разрешен только специально обслуживающему персоналу, работники прошедшие проверку знаний в объеме, обязательном для данной работы и имеющие группу по электробезопасности, предусмотренную действующими правилами охраны труда при эксплуатации электроустановок.

1.5 Подготовка к первому пуску и пуск станка ИТ1-М

При первоначальном пуске станка необходимо прежде всего проверить надежность заземления и качество монтажа электрооборудования внешним осмотром.

После осмотра на клеммных наборах в шкафу управления отключить провода питания электродвигателя. Подключить станок к цеховой сети вводным автоматическим выключателем. Проверить действие блокирующих устройств. С помощью кнопок и рукояток управления проверить четкость срабатывания магнитных пускателей. После этого провода питания подключить на свои места.

При пусконаладочных работах проверяют соответствие установленного электрооборудования и выполненного монтажа проекту, выявляют и устраняют неисправности в электрической схеме электрооборудования, настраивают и регулируют электроаппараты и привода, проверяют состояние изоляции и заземляющих устройств, параметры электронных приборов, испытывают работу электрооборудования под напряжением в различных режимах и проводят другие работы в зависимости от сложности и типа примененного на станке электрооборудования. Наладочные работы являются заключительным этапом монтажных работ и, как правило, способствуют экономичной, надежной и безаварийной работе станка в эксплуатации.

Убедившись в исправности всех механизмов, приступают к обкатке станка на холостом ходу, следя за нормальной работой отдельных деталей и узлов. Холостую обкатку станка следует производить в течении 10 мин, после чего можно приступать к его эксплуатации.

Переключатели SA2, SA3, SA6 на станке ИТ1-М установить на напряжение 380В.

Включением автомата QF подается напряжение на рабочие цепи и цепи управления, при этом загорается сигнальная лампочка.

1.6 Работа электросхемы

В связи с тем, что электрооборудование станка ИТ1-М предназначено для работы как от сети напряжением 220 В, так и от сети напряжением 380 В. Перед началом работы переключатели «SA2», «SA3», «SA6» на вспомогательном пульте управления ставятся в положение, соответствующее напряжению в питающей цепи. Включением автомата QF подается напряжение на цепи управления. Нажатием кнопки предварительного пуска SP2 включается пускатель «КМ1» или «КМ2» нулевой защиты и становится на самопитание через собственный контакт. После срабатывания пускателя питание подается на силовые цепи.

Управление электродвигателем «М1» главного движения осуществляется переключателем «SA1». Электродвигатель «М2» насоса охлаждения включается выключателем «SA4». Местное освещение включается выключателем «SA7», расположенным на светильнике.

При исчезновении напряжения в питающей сети рукоятку переключателя «SA1» перевести в нейтральное положение.



2. Расчетная часть

2.1 Подбор электрического провода для монтажа

токарный винторезный станок монтаж

Исходные данные:

P=3,12 кВт - активная мощность

U_H =380В - номинальное напряжение

Расчет:

I_H = P/U_Н;(2.1.1)I_H = 3120/380 = 8,2 A.Где: P - активная мощность (кВт)

U_H - номинальное напряжение (В)

I_H - номинальный ток (А)

Необходимое сечение провода для выбора кабеля:

S_CU = 1,5мм²

S_A = 2,5мм²

В соответствии с током выбраны кабели для монтажа:

1) Медный - ВВГ 3x1,5

2) Алюминиевый - АВВГ-П 3x2,5

2.2 Расчет тока короткого замыкания силовых частей станка

U_Ф = 380В

S_H = 3120Ва

U_H = 380В

U_КЗ = 5.5%

l = 10м

S = 1,5мм

Расчет:

R=p*l/s(2.2.1)R=0.028*10/1,5=0,18 ОмZ_H = vx²+R²= 6 Ом

I_ном = S_H / U_H(2.2.2)

I_ном = 3120/380 = 8,2 А

Z₁ = U_H * U_КЗ / I_ном * v3 * 100%(2.2.3)

Z₁ = 380*5.5/8,2*1.73*100=1,47 Ом

I_КЗ = U_Ф/Z_H + Z₁(2.2.4)

I_КЗ = 380/6+1,47=64,8 А

Где: U_Ф - напряжение фазы (В)

S_H - полная мощность (Ва)

U_H - номинальное напряжение (В)

U_КЗ - напряжение короткого замыкания

l - длина провода (м)

S - сечение провода (мм)

Z₁ - общее сопротивление (Ом)

Z_H - общее номинальное напряжение (Ом)

x - сопротивление емкости

Ответ: Ток короткого замыкания I_КЗ = 64,8 А



3. Конструкторско-технологическая часть

3.1 Организация монтажа средств автоматического управления станка ИТ1-М

Монтаж трубных проводок к станку ИТ1-М и средствам автоматизации одна из наиболее трудоемких и ответственных операций, от качества выполнения которой зависит правильность работы и надежность эксплуатации системы.

Трубная проводка должна образовывать непрерывную и механически прочную линию с плотными соединениями. Недостаточная плотность проводки при передаче импульса давления приводит к заниженным, а при контроле разрежения - к завышенным показаниям приборов. Кроме того, трубные проводки должны обеспечивать свободное прохождение импульса с наименьшим запаздыванием. Запаздывание, а в отдельных случаях и прекращение импульса давления может быть вызвано резкими перегибами труб, внутренним их загрязнением, образованием воздушных мешков, водяных пробок и т.д.

Трубные проводки систем автоматизации прокладывают по кратчайшим расстояниям между соединяемыми приборами с минимальным числом поворотов и пересечений, в местах обеспечивающих удобство их монтажа и обслуживания, а так же свободный доступ к соединениям и опорным конструкциям. Они должны быть удалены на возможно большее расстояние от технологического и электротехнического оборудования, от мест, где возможны сотрясения и вибрация, защищены от механических повреждений и вредного воздействия окружающей среды. Окружающий воздух не должен иметь резких перепадов температуры, вызывающих температурные колебания труб.



3.2 Организация наладочных работ систем автоматического управления станка ИТ1-М

Одиночные трубные проводки к станку ИТ1-М прокладывают на стойках - опорных скобах из полосовой стали или перфорированной полосы, опорных кронштейнах или кабельных полках, прикрепляемых к стене дюбелями или привариваемых к металлическим конструкциям, а также на подвесках, заделываемых в перекрытия.

Пример прокладки и крепления одиночных трубных проводок показан в графической части курсовой работы. Прокладка одиночных трубных проводок на стойках - а) опорных скобах, б) опорных кронштейнах, в) полках, г) подвесках.

Для обеспечения стока конденсата и отвода воздуха или газов трубные проводки устанавливают с определенным уклоном. Как правило, направление и уклон указывают в рабочих чертежах проекта. Трубные проводки, заполняемые сухим воздухом или газом, прокладывают без уклона.

Если трубы прокладывают по нагретым или охлажденным поверхностям, а также через зоны, температура которых отличается от температуры окружающего воздуха, то линию надежно защищают экранами от излучателей тепла.

Проводки из полиэтиленовых труб допускается прокладывать только в помещениях с невзрыво- и непожароопасной средой. Прокладывают их в металлических коробах или перфорированных лотках, кроме того, допускается прокладывать их путем подвески на стальной проволоке, а также в защитных стальных трубах и в гибких металлических рукавах. Способ прокладки зависит от области применения пластмассовых труб.



3.3 Организация технического обслуживания систем автоматического управления станка ИТ1-М

Соединения труб трубных проводок систем автоматизации к станку ИТ1-М могут быть разъемными и неразъемными.

Разъемные соединения позволяют разобрать трубную проводку без нарушения целостности труб или без их вращения. Их применяют при подключении трубных проводок к приборам и средствам автоматизации, соединении труб между собой у уплотненных проходов через стены и перекрытия, на входе в щиты и пульты.

Неразъемные соединения не позволяют разобрать трубную проводку без нарушения целостности труб.

Соединения труб должны обеспечивать герметичность и достаточную механическую прочность трубной проводки при воздействии внешних усилий и давления заполняющих сред в процессе эксплуатации и при пневматических и гидравлических испытаниях, чистоту прохода и сохранение внутреннего диаметра трубопровода, а разъемные соединения, кроме того, - легкость монтажа и демонтажа стандартными и специализированными инструментами.

В проводках на давление до 1,6 МПа для соединения водогазопроводных труб используют соединительные гайки, прямые короткие и переходные муфты, а для ответвлений - прямые и переходные тройники, а также прямые кресты из ковкого чугуна. Резьбовые соединения уплотняют намоткой на резьбу льняного волокна, пропитанного суриком или белилами.

Для соединения медных труб и присоединения их к приборам, аппаратуре наиболее часто применяют соединители под развальцовку.



4. Техника безопасности

4.1 Опасности в работе

Ранение рук и пальцев.

Перлом локтевой кости.

Заматывание волос оправкой фрезы и скальпирование.

Поражение глаз отлетающей стружкой при обработке хрупких металлов.

Но, кроме указанных, возможны и другие несчастные случаи, характерные для работы на металлорежущих станках.

4.2 Мероприятия по технике безопасности до начала работы станка

Одеть и привести в порядок свою спецодежду:

Застегнуть обшлага рукавов на пуговицы;

Спрятать волосы под берет, косынку, завязанную без свисающих концов;

Надеть защитные очки.

Осмотреть станок и проверить его исправность на холостом ходу; проверить на месте ли все ограждения и исправны ли они.

Проверить исправность рабочего и вспомогательного инструмента.

4.3 Мероприятия по технике безопасности во время работы станка

Категорически запрещается работать с открытыми пультом управления, клеммной коробкой и электрошкафом.

При отключенном вводном автоматическом выключателе его верхние зажимы и вводный клеммный набор находятся под напряжением питающей сети, поэтому следует избегать прикасания с ним.

Запрещается снимать ограждения шкива передней бабки и сменных зубчатых колес, коробки передачи во время работы на станке.

При проведении ремонтных работ необходимо отключить станок от питающей сети.

4.4 Техника безопасности в аварийных ситуациях

В случае поражения током пострадавшего надо любым способом немедленно освободить от действия тока, обесточить оборудование инструментом с изолированной ручкой.

При освобождении пострадавшего от воздействия тока не прикасаться к нему оголенными руками.

О случившемся немедленно сообщить администрации. Если пострадавший потерял сознание и отсутствует дыхание, то до прибытия скорой помощи нужно сделать ему искусственное дыхание.

При любых способах искусственного дыхания необходимо соблюдать следующие правила:

Обеспечить приток свежего воздуха;

Освободить пострадавшего от всякой одежды, стесняющей дыхание;

Проверить, нет ли каких-либо инородных предметов, которые могут закрывать отверстие гортани и механически препятствовать дыханию.

4.5 В случае загорания электрооборудования необходимо

Если оборудование под действием тока, тушить огнетушителем ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8 или сухим песком;

Обесточенное оборудование тушить песком или огнетушителем ОП-5;

Сообщить о загорании по телефону 01.



4.6 После окончания работы станка

Остановить станок.

Удалить стружку со станка и вытереть тщательно его и инструмент.

Привести в порядок рабочее место. Смазать станок.

Сдать учителю станок и рабочее место.

4.7 Правила безопасности при транспортировке и установке станка

Распаковку упаковочного ящика, транспортирование распакованного автомата и его установку производить согласно указаниям соответствующих разделов руководства.

Грузоподъемные устройства следует выбирать с учетом массы станка и его составных частей и указаний раздела.

При монтаже и демонтаже для безопасного перемещения станка и надежного заваливания следует использовать штанги диаметром не менее 30 мм и длиной не менее 1,5 м.

При расконсервации следует руководствоваться требованиями безопасности ГОСТ 9.014 - 78 «Временная противокоррозионная защита изделий».

4.8 Правила безопасности при подготовке станка к работе

Не допускать персонал к работе без ознакомления с руководством по эксплуатации и правилами техники безопасности.

Проверить наличие, исправность и надежность крепления кожухов ограждения. Особое внимание обратить на установку верхнего откидного кожуха, закрывающего рабочую зону.

Для обеспечения безаварийной работы станка напряжение питающей сети на его входе должно быть в пределах от 0,9 до 1,1 номинального значения. Станок и входящие в его состав устройства, которые могут оказаться под опасным напряжением, должны иметь надежное заземление. К заземляющему зажиму, установленному в шкафу с электрооборудованием, должен быть подведен от сети заземляющий провод или шина сечением 2,5 мм². Качество заземления должно быть проверено путем внешнего осмотра и измерения сопротивления между металлическими частями станка, на которых установлены элементы электрооборудования, и зажимом для заземления, находящимся на входе к станку.

Сопротивление цепи заземления не должно превышать 0,1 Ом. Перед включением распределительного вала на автоматический цикл провернуть вал на один оборот с целью проверки работы механизмов и правильности чередования переходов. Многократным включением и выключением станка проверить действие кнопки «Аварийный стоп».

4.9 Правила безопасности при монтаже САУ

При монтаже кабеля вручную все рабочие должны находиться по одной стороне прокладываемого кабеля.

При прокладке кабеля по трассам, имеющим повороты, нельзя находиться внутри углов поворота кабеля, а также поддерживать или оттягивать кабель на углах поворота вручную. Для этого в местах поворота кабеля устанавливают угловые оттягивающие ролики.

На высоте более 1 м кабель монтируют только с прочных подмостей, имеющих перила высотой не менее 1 м и бортовые доски шириной не менее 18 см. Расплавленную кабельную массу или припой перемешивают во избежание разбрызгивания предварительно подогретым металлическим прутком или металлической ложкой.

Прокладывать кабели в непосредственной близости от действующих кабельных линей должны не менее двух рабочих. Выполнять работы можно лишь после двухстороннего отключения кабельных линий, проверки на концах кабеля отсутствия напряжения, проверки заземления брони и свинцовой оболочки и вывешивания плакатов «Не включать - работают люди»

Перекладывать, отводить или сдвигать кабели, а также переносить муфты, находящиеся под напряжением, до их отключения и разрядки запрещается.

4.10 Правила безопасности при проверки технического состояния станка

При ремонте и перерывах в работе вводной выключатель должен быть обязательно отключен и заперт специальным устройством, предусмотренным конструкцией. Категорически запрещается производить работы под напряжением. Периодически, один раз в 2 - 3 месяца, следует проверять надежность заземления автомата и электродвигателей, освещения, световую сигнализацию и работу блокировочных устройств. При производстве работ необходимо пользоваться только исправными ключами и отвертками. Внимание! Действие всех блокировок должно проверяться на холостом ходу и под нагрузкой при первоначальном пуске станка, а также при профилактических осмотрах и ремонтах. Категорически запрещается работать на станке при обнаружении неисправностей в работе блокировок. Продолжать работу на станке разрешается только после устранения причин, вызвавших эти неисправности.



Заключение

В результате выполнения данного курсового проекта, мною было осуществлено ознакомление с принципами монтажа, наладки и эксплуатации системы автоматического управления токарно-винторезным станком ИТ1-М, с техническими характеристиками и принципами работы станка ИТ1-М, с техникой безопасности.

Также проведенные расчеты подбора подводимого к станку силового кабеля, в результате чего получили результаты: S_А = 2,5мм² для алюминия; S_cu=1,5мм² для меди, в связи с полученными данными был выбран: медный кабель - ВВГ - 3х1,5; алюминиевый кабель - АВВГ - 3х2,5. Дополнительно был рассчитан ток короткого замыкания силовых частей станка, в результате было получено значение в 64,8 ампера.

Данная тема актуальна, так как в настоящее время автоматизационное оборудование для обработки различных материалов шлифованием то, без чего невозможно представить себе современное производство. Например шлифовальных станков, обеспечить обработку металла и дерева, камня и пластика, композитных материалов, а также стекла не мог бы осуществиться не один производственный процесс.



Список используемой литературы

1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т. Т. 2. М.: «Машиностроение», 1978 г. 559 с.

2. П.Ф.Дунаев, О.П.Леликов. Конструирование узлов и деталей машин./ П.Ф.Дунаев, О.П.Леликов. М.: «Высшая школа», 1985 г. 416 с.

3. Проников А.С. Расчет и конструирование металлорежущих станков Изд. 2-е. «Высшая школа», 1968 г. 43 с.

4. А.Д.Локтев.Общемашиностроительные нормативы режимов резания: Справочник: В 2-х т.: Т.1/А.Д.Локтев, И.Ф.Гущин, В.А.Батцев и др. М.: «Машиностроение», 1991 г. 640 с.

5. В. Л. Устиненко. Основы проектирования деталей машин/В. Л. Устиненко, Н. Ф. Киркач, Р. А. Баласанян. Харьков: «Высшая школа». 1983 г. 184 с.

6. А. А. Панов.Обработка металлов резанием: Справочник технолога/А. А. Панов, В. В. Аникин, Н. Г. Бойм и др.; Под общ. ред. А. А. Панова. М.: «Машиностроение». 1988. 736 с.

7. А. Г. Косилова. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1/Под ред. А. Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М.: «Машиностроение». 1986 г.656 с.

8. А. Г. Косилова. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1/Под ред. А. Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М.: «Машиностроение». 1986 г. 496 с.

9. В. В. Пузанов. Выбор двигателей приводов станков. /В. В. Пузанов, Ф.Ю. Свитковский. Ижевск: «Ижевский механический институт». 1990 г. 26 с.

Размещено на Allbest.ru

...