Назначение станка и его конструкция

Размещено на http://www.allbest.ru/

[Введите текст]

Содержание

Исходные данные

Введение

1. Назначение станка и его конструкция

2. Требование к электроприводу главного движения

3.Выбор типа привода

4. Расчет мощности приводной машины

5. Проверка двигателя по нагреву

6. Поверочный расчет мощности двигателя на компьютере

7. Выбор преобразователя частоты

8. Описание работы схемы управления

9. Техника безопасности

Заключение

Литература



Исходные данные

Исходные данные

	Исходные данные	Станок 7210
1	Наибольшая длина строгания L, м	7
2	Наибольшая скорость обратного хода Vобр.х., м/мин	65
3	Пределы скоростей рабочего хода стола Vпр.х., м/мин	1,3-35-65
4	Наибольший вес детали Qдет, Н	390000
5	Вес стола Q ст., Н	130000
6	К.П.Д. передачи от двигателя к столу	0,9
7	Наибольшее усиление резания Fz, H, при скорости стола Vпр.х., м/мин	160000 1,3-35
8	Коэффициент трения стола о направляющие µ	0,05
9	Передаточное отношение	1,163



Введение

Станок (рис.1) предназначен для комплексной высокопроизводительной обработки на операциях фрезерования, растачивания, сверление, резьбонарезние.

При обработки деталей на продольнообрабытывающих станках часто возникает необходимость в обработке поверхностей, расположенных перпендикулярно к направлению движения стола станка. Наиболее часто такое требование возникает при обработке длинных составных станин металлорежущих станков, где при обработке плоскостей стыка требуется выдержать высокую точность по перпендикулярности торцовой плоскости по отношению к обработанным на этом же станке направляющим.

Недостатки станков является то, что у них на холостой ход затрачивается значительное количество времени и получение большой скорости на рабочих и обратных холостых ходах представляет большие трудности вследствие инерционных сил и вибраций в момент возвратно-поступательного движения ползуна или стола.



1. Назначение станка и его конструкция

Продольно-строгальные станки 7210 предназначаются для обработки резцами плоских горизонтальных, вертикальных и наклонных поверхностей у крупных большой длины деталей из чугуна, стали и цветных металлов. На этих станках можно так же производить про резание прямолинейных канавок различного профиля.

Рис.2 Конструкция продольно обрабатывающего станка

2. Требование к электроприводу главного движения

Требование к электроприводам и системам управления станками определяются технологией обработки, конструктивными возможностями станка и режущего инструмента. Основными технологическими требованиями являются обеспечение:

1. Самого широкого круга технологических режимов обработки с использованием современного режущего инструмента;

2. Максимальной производительности;

3. Наибольшей точности обработки;

4. Высокая частота обрабатываемой поверхности.

Удовлетворение всем этим от характеристик станка и режущего инструмента, мощности главного привода, и электромеханических свойств приводов подач и системы управления.

3. Выбор типа привода

Перемещение и регулирование скорости стола, а также его реверсирование осуществляется электрическим путем. Поэтому производительность станка во многом определяется работой главного привода и системы автоматического управления им.

Для обеспечения необходимого диапазона скоростей двигателя постоянного тока применяется двух зонное регулирование. На участке от 1,25-20м/мин изменение частоты вращения двигателя осуществляется изменением напряжения на обмотке якоря двигателя, а при скорости стола 20-63м/мин. Для осуществления такого регулирования возможно применение двух систем регулирования: фрезерование электропривод движение холостой

· Система генератор-двигатель (Г - Д)

· Система управления с тиристорным преобразователем (ТП - Д)

Рассмотрим обе системы управления.

Система (Г - Д):

Состоит из размещенных на одном валу асинхронного двигателя, возбудителя и генератора постоянного тока с промежуточным усилителями. Система позволяет плавное регулирование скорости управляемого двигателя постоянного тока в широком диапазоне путем изменения напряжения питания двигателя и магнитного потока. Система имеет сравнительно небольшое время реверсировании незначительны, возможность управления двигателем в цепях с малыми мощностями (цепи возбуждения).

Недостатки большие габариты, применение доп. эл. машин, что усложняет и удорожает систему и её эксплуатацию, малое быстродействие, большая стоимость.

Система (ТП - Д)

Система с реверсивным тиристорным преобразователем для питания цепи якоря двигателя главного привода и системой автоматического управления с применением унифицированной блочной системы регуляторов (УБСР), осуществляющая управление движением двигателя, позволяет просто реализовать высокое быстродействие привода при хорошем качестве переходных процессов.

Недостатками являются изменяющийся в широких пределах cos и значительное искажение формы потребляемого из сети тока.

Как видно из приведённого сравнения, система ТП - Д является эффективнее и экономичнее системы Г - Д по таким показателям как: стоимость, габариты, простота, монтажа, наладки и обслуживания.

Следовательно, для управления приводом главного движения станка выбираем систему ТП - Д.

4. Расчет мощности приводной машины

Расчет мощности производится в следующей последовательности:

Мощность на валу двигателя при установившемся ходе стола, Рдв, кВт

Где F - тяговое усилие на рейке стола,

V - скорость перемещения стола, м/мин

Тяговое усилие на рейке стола при установившемся рабочем ходе F, Н



Номинальная угловая скорость двигателя, _н рад/с

Максимальная угловая скорость двигателя _max, рад/сек

Номинальная частота вращения двигателя n, мин^-1

Максимальная частота вращения двигателя, n_max, мин^-1

Угловая скорость двигателя при входе резца в металл _вр, рад/с



Где V_вр = 10 - линейная скорость стола.

По расчётной мощности двигателя Р_дв и частоте вращения n_н/n_max

выбираем двигатель П143-8к, технические данные которого представлены ниже:

Таблица 2 Технические данные

Номинальная мощность Рн, кВт	200
Номинальный ток Iн, А	1000
Номинальное напряжение Uн, В	220
Частота вращения nн/nmax, мин-1	400/1200
Маховый момент GD2, кг*м2	188

5. Проверка двигателя по нагреву

Приведённый момент инерции поступательно движущихся масс, J_ст, Н

Где m_дет - масса детали, кг

m_ст- масса стола, кг



Суммарный момент инерции привода, J_пр, кг*м²

J_дв - момент инерции двигателя, кг*м2

где д - коэффициент, учитывающий момент инерции редуктора, д=1,15;

Статический момент при обратном ходе

Где P_о - мощность, потребляемая для перемещения стола при обратном ходе, кВт

Где F_о - величина тягового усилия на рейке стола при обратном ходе.



Статический момент при обратном ходе, H*м

Статический момент при прямом ходе, M_пр.х, Н*м

Пусковой момент двигателя M_п.д, Н*м

Где M_н - номинальный момент двигателя, Н*м

л - коэффициент перегрузочной способности двигателя по моменту, л=1,8

Пусковой момент М_п.д. падает до значения М_п.д.1, причём, величина пускового тока остается в допустимых пределах.



Где: М _п.д.1 - средний момент на участке разгона 7 и торможения 9, на которых угловая скорость двигателя регулируется ослаблением потока возбуждения.

Время разгона и торможения:

где t_xy- время, потребное для конечного изменения угловой скорости от _x до _y;c, М_в - вращающий момент, Н*м, М_с - статический момент, Н*м

Время разгона двигателя при рабочем ходе стола

(участок 1)

(участок 2)

Время торможения двигателя при рабочем ходе стола (участок 4)



(участок 5)

Время установившегося движения при рабочем ходе стола

(участок 3)

Время разгона двигателя при обратном ходе стола

(участок 6)

(участок 7)



Время торможения двигателя при обратном ходе стола

(участок 9)

(участок 10)

Время установившегося движения при обратном ходе стола

(участок 8)

Эквивалентный момент двигателя за цикл М_экв, Н*м

Где t_ц - время цикла, с

M_1обр.х - уточнённый момент обратного хода на участке 8, Н*м

Выбранный двигатель по нагреву проходит, так как выполняется условие: М_экв < М_н (4700 Н*м < 6689 Н*м)

6. Поверочный расчет мощности двигателя на компьютере

Расчёт мощности приводной машины:

Тяговое усилие на рейки стола, H 196600 Н

Мощность на валу двигателя, кВт 127,426 кВт

Номинальная угловая скорость двигателя, рад/с 77,74 рад/с

Максимальная угловая скорость двигателя, рад/с 98 рад/с

Номинальная частота вращения двигателя, мин^-1 399,763 мин^-1

Максимальная частота вращения двигателя, мин^-1 935,9 мин^-1 Угловая скорость двигателя при входе резца

в металл, рад/с 11,96 рад/с

Проверка двигателя по нагреву:

Приведённый момент инерции поступательно движущихся

масс, кг*м² 10,472 кг*м²

Момент инерции двигателя, кг*м² 4,791 кг*м²

Суммарный момент инерции привода, кг*м2 15,981 кг*м²

Тяговое усилие на рейке стола при обратном ходе, H 26000 H

Мощность для перемещения стола при обратном ходе, кВт 34,287 кВт

Статический момент при прямом ходе, H*м 4261 H*м

Статический момент при обратном ходе, H*м 358,351 H*м

Номинальный момент двигателя, H*м 6689 H*м

Пусковой момент двигателя, H*м 12040 H*м

Средний момент, H*м 5,733 H*м

Время разгона при рабочем ходе стола, с:

(участок 1) 0,016 с

(участок 2) 0,037 с

(участок 1)+(участок 2) 0,053 с

Время торможения при рабочем ходе, с

(участок 4) 0,018 с

(участок 5) 0,015 с

(участок 4)+ (участок 5) 0,033 с

Время установившегося движения, с

(участок 3) 0,48 с

Время торможения при обратном ходе, с

(участок 9) 0,173 с

(участок 10) 0,039 с

(участок 9)+ (участок 10) 0,211 с

Время установившегося движения, с

(участок 8) 1,176 с

Время цикла, с 2,165 с

Уточнённый момент обратного хода, H*м 1147 H*м

Эквивалентный момент двигателя за цикл, H*м 4700 H*м Выбранный двигатель по нагреву подходит, так как выполняется условие: Мэкв < Мн

4700 Н*м < 6689 Н*м

7. Выбор преобразователя частоты

Преобразователь частоты позволяет изменять частоту тока, подаваемого на электродвигатель токарного станка. Прибор работает от однофазной сети напряжением 220 вольт, а выдает на электродвигатель три фазы по 220 вольт. На этом приборе имеется много управляющих кнопок. Прибор позволяет с помощью пульта управления четырьмя выключателями в ряд делать реверс, включать и выключать станок, изменять скорость вращения двигателя.

Для моего двигателя подходит преобразователь:

Таблица 3 Преобразователь частоты

Серия	SDI
Модель	SDI-G2.2-2B
Обще промежуточный режим	G
Мощность	2,2 кВт
Ток	10 А
Напряжение	220 В



8. Описание работы схемы управления

Освещение рабочего места производится светильником местного освещения, смонтированным слева на станине станка. В консоли расположен электромагнит для быстрых перемещений. Кнопки управления смонтированы на пультах на консоли и левой стороне станины. Все аппараты управления размещены на четырех панелях, на лицевую сторону которых выведены рукоятки следующих органов управления:

Электрическая схема позволяет производить работу на станке в следующих режимах: управления продольными перемещениями стола, круглый стол. Включение и отключение электродвигателя подачи осуществляется от рукояток, воздействующих на конечные выключатели продольной подачи (SQ1, SQ7).

Включение и отключения шпинделя производится соответственно кнопками «Пуск» и «Стоп». При нажатии на кнопку «Стоп» одновременно с отключением электродвигателя шпинделя и электродвигатель подачи отключается. Быстрый ход станка происходит при нажатии кнопки S12 (S13) «Быстро». Торможение электродвигателя шпинделя - электродинамическое. При нажатии кнопок SB1 или SB2 включается контактор КM2, который подключает обмотку электродвигателя к источнику постоянного тока, выполненному на выпрямителях. Кнопки SB1 или SB2 должны быть нажаты до полного останова электродвигателя.

Автоматическое управление фрезерным станком осуществляется при помощи кулачков, устанавливаемых на столе. При движении стола кулачки, воздействуя на рукоятку включения продольной подачи и верхнюю звездочку, производят необходимые переключения в электросхеме конечными выключателями. Работа схемы в автоматическом цикле - быстрый привод, рабочая подача, быстрый отвод. Вращение круглого стола осуществляется от электродвигателя подач, пуск которого производится контактором КM6 одновременно с электродвигателем шпинделя. Быстрый ход круглого стола происходит при нажатии кнопки «Быстро», включающей контактор КM3 электромагнита быстрого хода.

9. Техника безопасности

При работе на станке можно травмироваться при неправильной установке детали и фрезы, неправильном управлении станком во время работы, попадании отлетаемой стружки на руки, лицо и глаза, затягивании пальцев под фрезу и т.д.

1. До начала работы

* приведи в порядок рабочую одежду (застегнуть обшлага рукавов, одеть головной убор);

* проверь наличие рабочего и режущего инструмента и их исправность;

* проверь наличие защитного экрана и заземления;

* проверь исправность станка на холостом ходу.

2. Во время работы

* не пользуйся неисправным инструментом и тупой фрезой;

* не убирай излишки стружек руками или ветошью, не сдувай их, а удаляй стружку щеткой-сметкой;

* не отходи от работающего станка, не занимайся посторонними делами;

* не производи замер обрабатываемой детали при вращающейся фрезе;

* не подводи пальцы рук близко к вращающейся фрезе;

* не меняй скорости вращения шпинделя без разрешения учителя.

3. По окончании работы * выключи станок от общей силовой сети;

* сними обрабатываемую деталь и фрезу, убери фрезу и рабочий инструмент на свое предназначенное место;

* убери станок щеткой-сметкой или ветошью;

* смажь машинным маслом все направляющие станка;

* убери рабочее место.

Заключение

Станки широко используются во многих отраслях промышленности, особенно в машиностроении. Они позволяют обеспечить поштучное и мелкосерийное производство сложных деталей, так и предназначенные для промышленного производства.

Станок широко используется для металлообработки поверхностей резанием. Это подготовка профилей, канавок, пазов и других форм.

Ни какой завод не обойтись без станков. К основным способам получения деталей с такими поверхностями можно отнести литье, штамповка, резание. Однако только обработка резанием, в частности фрезерование, позволяет получить параметры поверхности близкими к заданным и сократить время следующей обработки. Очень часто этот метод является единственным возможным методом, это особенно важно на данный момент, так как большинство предприятий машиностроения перешли на серийное или мелкосерийное производство. Получение деталей фрезерованием, при таком типе производства, наиболее экономично. Обеспечив высокий класс шероховатости на стадии фрезерования, можно сократить время на доводку, которая является наиболее трудоемкой частью технологического процесса.

В результате выполнения данной курсовой работы мы изучили станок 7210. Ознакомились с конструкцией станка, выбрали привод, подобрали преобразователь, выбрали двигатель ну и многое другое.

Размещено на Allbest.ru

...