Đồ án THIẾT kế hệ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CHÍNH máy bào GIƯỜNG

Trường ĐHSPKT Vinh – Khoa Điện ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CHÍNH MÁY BÀO GIƯỜNG GVHD: Nguyễn Văn Hà SVTH: Nguyễn Văn Ngọc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh    Đồ Án Trang Bị Điện I LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… II LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………… GVHD: Nguyễn Văn Hà -1- SVTH: Nguyễn Văn Ngọc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh    Đồ Án Trang Bị Điện Lời nói đầu Cùng với trình cơng nghiệp hố đất nước, u cầu tự động hoá máy sản xuất ngày cao, điều khiển linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ hiệu xuất sản xuất cao Mặt khác, với công nghệ thông tin công nghệ điện tử phát triển ngày cao nhu cầu người ngày đòi hỏi ngững sản phẩm sản xuất đạt độ xác độ thẩm mỹ cao Trong thời đại phân xưởng, nhà máy, xí nghiệp cắt gọt kim loại ln đòi hỏi máy cắt gọt kim loại đại Có khả tự động hố cao, độ xác tuyệt đối Có khả điều chỉnh tốc độ trơn, rộng phẳng, kết cấu gọn nhẹ, hiệu suất cao chi phí vận hành đảm bảo tính kinh tế Trong q trình làm đồ án, hướng dẫn tận tình thầy cô giáo khoa Điện đặc biệt thầy giáo Nguyễn Văn Hà giúp đỡ em nhiều việc hồn thiện đồ án Tuy có nhiều cố gắng, song Kiến thức rộng thực tế hạn chế nên khó tránh khỏi sai sót, em mong bảo Thầy Cô giáo để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Vinh ngày: 20/8/2011 Sinh viên Nguyễn Văn Ngọc GVHD: Nguyễn Văn Hà -2- SVTH: Nguyễn Văn Ngọc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh    Đồ Án Trang Bị Điện Chương I ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ LỰA CHỌN CÔNG SUẤT VÀ CHỦNG LOẠI ĐỘNG CƠ I ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ Giới thiệu chung máy bào giường 1.1 Khái quát chung máy cắt kim loại Máy cắt kim loại dùng để gia công chi tiết kim loại cách căt bớt lớp kim loại thừa để sau gia cơng chi tiết có hình dáng gần yêu cầu, thỏa mãn hoàn toàn yêu cầu đặt hàng với độ xác định kích thước độ bóng cần thiết bề mặt gia cơng Tùy thuộc vào q trình cơng nghệ đặc trưng phương pháp gia cơng, dạng dao, đặc tính chuyển động… Các máy cắt kim loại đượ chia thành loại : Máy Tiện, Máy Phay, Máy Bào, Máy Khoan, Máy Doa, Máy Mài… 1.2 Khái quát chung máy bào giường Máy Bào Giường máy gia công chi tiết lớn, chiều dài bàn từ 1,5m đến 12m Tùy theo chiều dài bàn máy lực kéo phân máy bào giường thành loại: - Máy cở nhỏ: Chiều dài bàn Lb < 3m, lực kéo Fk = 30  50 kN - Máy cở trung: Chiều dài bàn Lb =  5m, lực kéo Fk = 50  70 kN - Máy cở nặng: Chiều dài bàn Lb > 5m, lực kéo Fk > 70kN Hình 1.1 Hình dạng bên máy bào giường GVHD: Nguyễn Văn Hà -3- SVTH: Nguyễn Văn Ngọc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com    Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện Chi tiết gia công kẹp chặt bàn máy chuyển động tịnh tiến qua lại Dao cắt kẹp bàn dao đứng 4, bàn dao được kẹp chặt xà ngang cố định gia công, xà ngang giử cố định khung máy Trong trình làm việc, bàn máy di chuyển qua lại theo chu kỳ lặp lặp lại, chu kỳ gồm hai hành trình thuận ngược Ở hành trình thuận thực gia cơng chi tiết nên gọi hành trình cắt gọt Ở hành trình ngược bàn máy chạy vị trí ban đầu mà không cắt gọt, nên gọi hành trình khơng tải Cứ sau kết thúc hành trình ngược bàn dao lại di chuyển theo chiều ngang khoảng gọi lượng ăn dao s(mm/htkép) Chuyển động tịnh tiến qua lại bàn máy gọi chuyển động Dịch chuyển bàn dao sau hành trình kép gọi chuyển động ăn dao Chuyển động phụ di chuyển nhanh xà, bàn dao, nâng đầu dao hành trình khơng tải Các loại truyền động máy bào giường 2.1 Truyền động Là chuyển động tịnh tiến qua lại bàn máy Đặc điểm chuyển động máy bào giường đảo chiều với tần số lớn.Phạm vi điều chỉnh tốc độ di chuyển bàn máy nằm trog dãi rộng ổn định suốt trình gia cơng chi tiết Q trình q độ chiểm tỉ lệ đáng kể chu kỳ làm việc, chiều dài bàn máy lớn trình độ lớn v(m/s) vth v0 v0 t(s) -v0 t1 t2 t t4 t5 t6 t7 t8 t vng t 11 t 10 t 12 t 13 t 14 tck Hình 1.2 Đồ thị tốc độ bàn máy bào giường GVHD: Nguyễn Văn Hà -4- SVTH: Nguyễn Văn Ngọc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh    Đồ Án Trang Bị Điện Trên hình 1.2 đồ thị tốc độ thường gặp nhất, thực tế cịn có nhiều dạng đơn giản hay phức tạp Giả thiết bàn máy đầu hành trình thuận tăng tốc đến tốc độ V0 = 15m/ph (gọi tốc độ vào dao) khoảng thời gian t1 - Sau chạy ổn định với tốc độ V0 khoảng thời gian t2 dao cắt bắt đầu vào chi tiết Dao cắt vào chi tiết tốc độ thấp nhằm mục đích tránh sứt mẻ dao chi tiết - t3 dao cắt vào chi tiết cắt với tốc độ V0 hết thời gian t3 - t4 khoảng thời gian bàn máy tăng tốc từ tốc độ V0 đến tốc độ Vth gọi tốc độ cắt gọt - t5 khoảng thời gian gia công chi tiết với tốc độ cắt gọt Vth không đổi - t6 gần hết hành trình thuận, bàn máy sơ giảm tốc độ từ tốc độ cắt gọt tốc độ V0 khoảng thời gian t6 - t7 thời gian tiếp tục gia công tốc độ V0 - t8 khoảng thời gian dao đưa khỏi chi tiết bàn máy chạy với tốc độ V0 - t9 thời gian bàn máy giảm tốc để đảo chiều sang hành trình ngược - t10 thời gian bàn máy tăng tốc nhanh sau đảo chiều sang hành trình ngược đến tốc độ Vng gọi tốc độ không tải - t11 khoảng thời gian bàn máy chạy ngược tốc độ Vng khơng đổi - t12Gần hết hành trình ngược, bàn máy giảm tốc tốc độ V0 khoảng thời gian t10 - t13 khoảng thời gian bàn máy chạy ngược với tốc độ V0 bắt đầu giảm tốc để đảo chiều - t14 thời gian vận tốc giảm đảo chiều để kết thúc chu kỳ làm việc chuẩn bị cho chu kỳ làm việc Tốc độ hành trình thuận Vth xác định tương ứng chế độ cắt, thường tốc độ hành trình thuận nằm khoảng từ đến 120 m/ph, tốc độ gia cơng đạt 75  GVHD: Nguyễn Văn Hà -5- SVTH: Nguyễn Văn Ngọc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh    Đồ Án Trang Bị Điện 120 m/ph Do hành trình ngược hành trình chạy không tải nên để tăng hiệu suất máy người ta thường chọn tốc độ hành trình ngược lớn tốc độ hàn trình thuận Tức : Vng = k.Vth ( thường k = 23) Năng suất máy phụ thuộc vào số hành trình kép đơn vị thời gian : n Trong : 1  Tck t th  t ng (1-1) + Tck Là thời gian chu kỳ làm việc bàn máy, [s] + tth Là thời gian bàn máy chuyển động hành trình thuận, [s] + tng Là thời gian bàn máy chuyển động hành trình ngược, [s] Giả sử tốc độ bàn máy lúc tăng giảm tốc độ khơng đổi thì: + t th  + t ng  Lth L g th  Lh.th  (1-2) Vth Vth / Lng Vng  Lg ng  Lh.ng Vng / (1-3) Trong đó: + Lth, Lng Là chiều dài hành trình bàn máy ứng với tốc độ ổn định Vth, Vng hành trình thuận ngược + Lg.th, Lh.th Là chiều dài hành trình bàn trình tăng tốc(g: gia tốc) trình giảm tốc(h: hãm) hành trình thuận + Lg.ng, Lh.ng Là chiều dài hành trình bàn trình tăng tốc trình giảm tốc hành trình ngược + Vth,Vng Là tốc độ hành trình ngược bàn máy Thay giá trị tth, tng (2) (3) vào (1) ta được:  Lth Lg th  Lh.th   Lng L g ng  Lh.ng       Vth /   V ng V ng /   Vth 1   L / Vth  L / Vng  t đc (k  1).L  t dc V ng n Trong đó: (1- 4) + L =Lth + Lg.th + Lh.th = Lng + Lg.ng + Lh.ng Là chiều dài hành trình bàn máy + k Vng Vth Là tỉ số tốc độ hành trình ngược hành trình thuận GVHD: Nguyễn Văn Hà -6- SVTH: Nguyễn Văn Ngọc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com    Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện + tđc Là thời gian đảo chiều máy Từ – ta thấy chọn tốc độ cắt tới hạn Vth suất máy phụ thuộc vào hệ số k thời gian đảo chiều máy tđc Khi tăng k suất máy tăng k > suất máy tăng khơng đáng kể lúc thời gian đảo chiều tăng Nếu chiều dài bàn Lb > 3m tđc ảnh hưởng đến suất mà chủ yếu k Khi Lb bé tốc độ thuận lớn Vth = 75  120 m/ph tđc ảnh hưởng nhiều đế suất Vì thiết kế máy bào giường phải giảm thời gian trình độ Một biện pháp hiệu xác định tỉ số truyền tổi ưu cấu truyền động động đến trục làm việc, Đảm bảo máy khởi động với gia tốc cao Công thức xác định tỉ số truyền tổi ưu: itư = Trong đó: J Mc Mc  ( )2  m M M Jđ + M: Mômen động lúc khởi động, Nm + Mc: Mômen cản trục làm việc, Nm + Jm,Jđ: Mômen quán tính máy động cơ, kg.m Nếu coi Mc = thì: iư = Jm Jđ Việclựa chọn tỉ số truyề tổi ưu máy bào giường quan trọng Thời gian độ phụ thuộc vào mơmen qn tính máy Mơmen qn tính máy tỉ lệ với chiều dài máy Tuy nhiên thời gian q trình q trình q độ khơng thể giảm nhỏ bị hạn chế bởi: - Lực động phát sinh hệ thống - Thời gian trình độ phải đủ lớn để di chyển đầu dao + Phạm vi điều chỉnh tốc độ: D= Vmax Vngmax = Vmin Vthmin Trong :  Vngmax : tốc độ lớn bàn máy hành trình ngược, thường Vngmax= 75  120 (m/ph)  Vthmin : tốc độ nhỏ bàn máy hành trình thuận, thường Vthmin =  (m/ph) GVHD: Nguyễn Văn Hà -7- SVTH: Nguyễn Văn Ngọc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh    Đồ Án Trang Bị Điện Như phạm vi điều chỉnh tốc độ nằm khoảng D = (12,5  30)/1 2.2 Truyền động ăn dao Là dịch chuyển bàn dao sau hành trình kép chuyển động Cứ sau kết thúc hành trình ngược bàn dao lại dịch chuyển theo chiều ngang khoảng gọi lượng ăn dao Chuyển động ăn dao làm việc có tính chất chu kỳ, hành trình kép làm việc lần, từ thời điểm đâỏ chiều từ hành trình ngược sang hành trình thuận, kết túc trước dao cắt vào chi tiết, Cơ cấu ăn dao làm việc với tần số lớn( đạt 1000 lần/giờ) Hệ thống di chuyển đầu dao vận hành theo hai chiều di chuyển làm việc di chuyển nhanh Chuyển động ăn dao thực nhiều hệ thống: Cơ khí, điện khí, thủy lực, khí nén… Nhưng đồng thời sử dụng hệ thống điện cơ.(động điện hệ thống trục vít – êcu bánh răng, răng) Lượng ăn dao hành trình kép hệ trục vít – êcu tính sau: S = ωtv.t.T Đối với hệ truyền động bánh – tính cơng thức: S = ωbr.t.z.T Trong đó: + ωtv, ωbr Là tốc độ trục vít bánh + z Là số bánh + t bước trục vít + T thời gian làm việc trục vít Từ hai biểu thức ta thấy: Để điều chỉnh lượng ăn dao S cách thay đổi thời gian sử dụng ngun tắc hành trình(cơng tắc hành trình) hawocj nguyên tắc thời gian(dùng rơle thời gian) Sử dụng nguyên tắc đơn giản suất thường bị hạn chế, lược ăn dao lớn, thời gian làm việc phải dài, nghĩa lf thời gian đảo chiều thừ hành trình thuận sang hành trình ngược phải dài, mà trường hợp khơng cho phép Ngồi để thay đổi tóc dộ làm việc ta sử dụng nguyên tắc tốc độ: Điều chỉnh tốc độ thân động sử dụng hộp tốc độ nhiều cấp Nguyê tắc phức tạp nguyên tắc trên, giử thời gian làm việc truyền động với lượng ăn dao khác GVHD: Nguyễn Văn Hà -8- SVTH: Nguyễn Văn Ngọc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com    Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện 2.3 Các truyền động phụ Ngoài truyền động truyền động ăn dao, máy bào giường cịn nhiều truyền động khác như: 2.3.1 Truyền động nâng hạ xà Máy bào giường có giá đỡ xà ngang có cơng dụng dùng để đỡ giá dao vững Xà ngang dịch chuyển lên xuống dọc theo hai trục máy nhằm điều chỉnh khoảng cách dao chi tiết gia công 2.3.2 Truyền động kẹp nhả xà Là truyền động định vị để kẹp chặt xà hai trục máy để gia công chi tiết, nới lỏng xà để nâng giá dao, hạ dao Truyền động thực nhờ động xoay chiều qua hệ thống khí Tác dụng lực nêm chặt tùy ý ta điều chỉnh chuyển động với việc nâng hạ xà 2.3.3 Bơm dầu Khi cấp điện cho hệ truyền động làm việc bơm dầu phải làm việc, lượng dầu máy đảm bảo rơle áp lực hoạt động kích hoạt làm kín mạch cho chuyển động bàn Áp lực cần thiết 2,5 at, hệ thống bơm dầu thực từ động xoay chiều 2.3.4 Quạt gió Động quạt gió động xoay chiều đảm bảo cho hoạt động máy làm việc với nhiệt độ cho phép Phụ tải truyền động Phụ tải truyền động xác định lực kéo tổng Nó tổng hai thành phần lực cắt lực ma sát Fk = FZ + Fms Trong đó: + Fk lực kéo tổng, [N], + FZ Là lực cắt, [N] + Fms lực ma sát, [N] 3.1 Ở chế độ làm việc Đây chế độ làm việc hành trình thuận, lực ma sát xác định: Fms = μ[Fv + g(mct + mb)] Trong đó: + μ = 0,05 – 0,08 hệ số ma sát gờ trượt + Fv = 0,04FZ thành phần thẳng đứng lực cắt, [N] + mct,mb khối lượng chi tiết bàn, [kg] GVHD: Nguyễn Văn Hà -9- SVTH: Nguyễn Văn Ngọc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com    Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện 2.2.3 Đoạn đặc tính thứ Căn vào phương trình đặc tính có phản hồi dịng điện tham gia nhận thấy thơng số phương trình chung cho đường đặc tính Vậy đường đặc tính có chung điểm khởi động (Ikđ; 0) Thay thơng số điểm C'(553,99;23,12) vào phương trình đặc tính có phản hồi dịng điện tham gia ta thấy thơng số thoả mãn phương trình kết luận điểm C' thoả mãn nằm đoạn CD đường đặc tính giới hạn đoạn đặc tính thứ đường nằm đường thẳng 2.3.4 Biểu diến đường đặc tính điện Đặc tính điện ứng với chiều quay thuận động n(v/p) §m(223;600) A(0;605,3) B(267,6;599,6) C(396,6;569,8) A'(0;94,47) §m(223;89,96) B'(267,6;89,06) C'(553,99;23,12) I ®m I ng I bh D(560,6;0) I(A) Hình 5.2 Đặc tính điện hệ thống GVHD: Nguyễn Văn Hà - 42 - SVTH: Nguyễn Văn Ngọc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com    Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện Kiểm tra chế độ tĩnh Sai lệch tốc độ tương đối lớn xảy đường đặc tính thấp Vậy kiểm tra nghiệm chế độ tính đường giới hạn n%  n0  nmin 94,47  89,96 100%  100  4,774(%) n0 94,47 Theo yêu cầu hệ thống thấy rằng: n% = 4,774% < [n%] = 5% Hệ thống đảm bảo chất lượng tĩnh II KHẢO SÁT CHẾ ĐỘ ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG Xây dựng sơ đồ cấu trúc + Sơ đồ cấu trúc hệ thống Ic (p) U c® (p) Wn (p) (-) Wi (p) U ®k(p) (-) kb p + U d (p) (-) 1/R d T e P + Id (p) (-) Rd T mP n(p) Ed (p) k§   Hình 5.3: Sơ đồ cấu trúc trạng thái động hệ thống + Ở + số thời gian điện từ động cơ: Te  Ld 0,742 3  10  0,0071s  Rd 0,105 +Hằng số thời gian điện cơ: GD Rd Tm   375C e đm C m đm 10 2.0,105  0,027s  60 375.0,328 .0,328 2 + Chỉnh lưu cầu pha nên thời gian trễ:  = 0,00167(s) 1.1 Xác định hàm truyền hệ thống phản hồi dòng điện + Ở ta bỏ qua nhiễu phụ tải (Mc(p) =  Ic(p) = 0) + Ta thấy Tm > Te nên thay đổi dòng điện nhanh thay đổi tốc độ(hay sức điện động) xét cho mạch vịng dịng điện ta bỏ qua tác dụng sức điện động EĐ sơ đồ cấu trúc hệ thống có sơ đồ sau: GVHD: Nguyễn Văn Hà - 43 - SVTH: Nguyễn Văn Ngọc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com    Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh U v (p) Wi (p) U ®k(p) (-) kb p + Đồ Án Trang Bị Điện 1/R d T e P + U d (p) Id (p)  Hình 5.4: Sơ đồ cấu trúc mạch vịng dòng điện + Sơ đồ cấu trúc mạch vòng dòng điện dạng điển hình : Wi (p) (-) k b.1/R d Id (p) (p + )( T e P + 1) Hình 5.5: Sơ đồ cấu trúc mạch vịng dịng điện dạng điển hình * Lựa chọn sơ đồ cấu trúc điều chỉnh + Hàm truyền đối tượng : Wđt ( p )   k b / Rd 0,04.25,84.1 / 0,105 9,84   (p  1)(Te p  1) (0,00167 p  1)(0,0071 p  1) (0,00167 p  1)(0,0071 p  1) + Ta thấy khâu phản hồi âm dòng điện tham gia vào hệ thống xảy trình độ, thời gian tham gia khâu nhỏ cần phải có độ xác cao Do ta hiệu chỉnh thàn hệ thống điển hình loại I + Theo tối ưu modul ta có: (PI) Wi ( p)  k pi  i p 1 i p + Tổng hợp tham số: i = Te = 0,0071(s)  Wi ( p)  k pi 0,0071 p  0,0071 p + Hàm truyền hệ thống sau ta chọn điều chỉnh PI làm khuếch đại dòng điện:  WI ( p )  Wi ( p ).Wđt ( p)  9,84.k pi 0,0071 p (0,00167 p  1)  1385,9.k pi p(0,00167 p  1)  kI p(0,00167 p  1) Trong đó: kI = 24kpi + Ta chọn lượng điều chỉnh dòng điện imax %  % tra bảng ta lấy max% = 4,3  ta có quan hệ kT: .kI = 0,5  0,00167.1385,9kpi = 0,5  kpi = 0,217 + Kiểm tra điều kiện xử lý gần biến đổi: GVHD: Nguyễn Văn Hà - 44 - SVTH: Nguyễn Văn Ngọc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com    Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh 1   199,6(rad / s ) 3 3.0,00167  ci   cb  - Đồ Án Trang Bị Điện Tra bảng quan hệ KT ta có:  ci  Cp Rp Uv ,Iv 0,455 0,455   27,1   cb T1 0,0168 Rv - Iv Ur + Hình 5.6: Bộ điều chỉnh PI + ta có quan hệ : kp = Rp/Rv ; i = Rv.Cp ; Chọn Rv = 20()  R p  k p Rv  0,217.20  4,34(); C p   i 0,0071   0,355(mF ) Rv 20 + Ở Rv = R18 ; Rp = R19 ; Cp = C3 sơ đồ mạch phản hồi dòng điện 1.2 Xác định hàm truyền hệ thống phản hồi tốc độ 1.2.1 Đơn giản hóa sơ đồ cấu trúc + Biến đổi mạch vòng dòng điện thành khâu tương ứng U v (p)  kI (-) Id (p) P( p + 1) Hình 5.7: Sơ đồ cấu trúc mạch vịng dịng điện dạng điển hình + Hàm truyền mạch vòng dòng điện: Wki ( p )  kI 1    0,0033 p  T1i p  p  k I T1i p 1 p  p 1 kI kI kI kI 299,   141(rad / s )  0,00167 - Điều kiện:  cn  - Tra bảng quan hệ KT ta có:  ci  GVHD: Nguyễn Văn Hà 0,455 0,455   27,1   cn T1 0,0168 - 45 - SVTH: Nguyễn Văn Ngọc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com    Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện Uv (p)  (-) 0,0033P + Id (p) Hình 5.8: Sơ đồ cấu trúc mạch vịng dịng điện dạng điển hình * Đơn giản hóa mạch vịng tốc độ: Ic (p) U c® (p) (-) Wn (p) (-) kI P +1 n(p) Ed (p) Rd T mP k§  Hình 5.9: Sơ đồ cấu trúc mạch vòng tốc độ + Sơ đồ cấu trúc mạch vịng tốc độ dạng điển hình : Ucđ (p) k Đ.Rd Wn(p) T mP (-) ( k1 P I n(p) + 1) Hình 5.10: Sơ đồ cấu trúc mạch vòng tốc độ dạng điển hình 1.2.2 Lựa chọn sơ đồ cấu trúc điều chỉnh + Hàm truyền đối tượng : Wđt ( p )   k Đ R d 0,0682.3,052.0,105 0,81   0,027 p(0,0033 p  1) p (0,0033 p  1) Tm p ( p  1) kI + Ở mạch vịng tốc độ có nhiều nguồn phụ tải, yêu cầu chống nhiễu tốt + Mạch vòng tốc độ khơng tham gia vào q trình q độ hệ thống + Do có nhiễu phụ tải mà sau phụ tải có khâu tích phân nên trước nhiễu phụ tải cần khâu tích phân  Do nguyên nhân mà cần hiệu chỉnh hệ thống thành hệ thống điển hình loại II * Theo tối ưu đối xứng: Wn ( p)  k pn GVHD: Nguyễn Văn Hà n p 1 (PI) np - 46 - SVTH: Nguyễn Văn Ngọc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com    Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện + Tổng hợp tham số: n = h.Tn (Tn = 1/kI); Ở chọn h =   n  5.0,0033  0,0165(s) + Hàm truyền hệ thống sau ta chọn điều chỉnh PI làm khuếch đại tốc độ:  WII ( p )  Wn ( p).Wđt ( p )  + Ta có: k II  0,81.k pn (0,0165 p  1) p (0,0033 p  1) (*) h 1 1 36,36  0,81k pn   36,36  k pn   44,89 0,81 2h 0,0033 2.5 0,0033 + Thay giá trị vào (*) ta được: 0,599 p  36,36 p (0,0033 p  1) WII ( p )  Wn ( p ).Wđt ( p )  Cp Rp Uv ,Iv Rv Iv - Ur + Hình 5.11: Bộ điều chỉnh PI + ta có quan hệ : kp = Rp/Rv ; i = Rv.Cp ; Chọn Rv = 20()  R p  k p Rv  44,89.20  897,8(); C p   n 0,0165   0,825(mF ) Rv 20 + Ở Rv = R22 ; Rp = R23 ; Cp = C4 sơ đồ mạch phản hồi tốc độ * Sơ đồ cấu trúc hệ thống sau ta chọn khuếch đại tốc độ dịng điện PI: Uc® (P) 0,599P + 36,36 P (0,0033P + 1) n(p) Hình 5.12: Sơ đồ cấu trúc hệ thống + Hàm truyền hệ thống : Wht ( p )  0,599 p  36,36 p (0,0033 p  1)  0,599 p  36,36  Wht ( p )  GVHD: Nguyễn Văn Hà 0,599 p  36,36 0,0033 p  p  0,599 p  36,36 - 47 - SVTH: Nguyễn Văn Ngọc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com    Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện 1.3 Kiểm tra ổn định hệ thống theo tiêu chuẩn Routh + Nội dung tiêu chuẩn : Điều kiện cần đủ hệ thống điều khiển tuyển tính ổn định hệ số cột bảng Routh phải lớn + Thành lập bảng Routh : - Giả sử phương trình hệ thống sau : k p n  k1 p n 1   k n a p n  a1 p n 1  a p n 2   a ( n 1) p  a n wht ( p )  + Ta có bảng Routh sau : a0 a2 a4 a6 a1 a3 a5 a7 b0 b2 b4 b6 b1 b3 b5 b7 c0 c2 c4 c6 c1 c3 c5 c7  + Trong đó: + b0  a0 a2 a1 a3 a1  + b1  a1 a3 b0 b2 b0   a1 a  a0 a3 ; b2  a1 a 3b0  a1b2 ; b3  b0   a0 a4 a1 a5 a1 a1 a5 b0 b4 b0   a1a  a a a1 a 5b0  a1b4 b0 + Áp dụng vào hệ thống ta có bảng Routh sau: a0 a2 a1 a3 b0 b2 b1 b3 + : + a0 = 0,0033 ; a1 = 1; a2 = 0,599 ; a3 = 36,36  + b0  a0 a2 a1 a3 a1  a1a  a0 a3 1.0,599  0,0033.36,36   0, 479 a1 + b2 = 0; b3 = GVHD: Nguyễn Văn Hà - 48 - SVTH: Nguyễn Văn Ngọc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh  + b1  a1 a3 b0 b2 b0     Đồ Án Trang Bị Điện a3b0  a1b2  a3  36,36 b0 + Ta thấy tất hệ số cột bảng Routh lớn nên hệ thống ổn định chế độ động, không cần hiệu chỉnh hệ thống GVHD: Nguyễn Văn Hà - 49 - SVTH: Nguyễn Văn Ngọc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh    Đồ Án Trang Bị Điện Chương VI THUYẾT MINH SƠ DỒ NGUYÊN LÝ HỆ TRUYỀN ĐỘNG I NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG MẠCH ĐIỆN Đóng áp tơ mát để cấp nguồn cho mạch động lực mạch điều khiển, mạch điều khiển phát lệnh mở van cho góc mở α1 < 900, α > 900, α + α = 1800 Với α góc mở T1 đến T6, α góc mở T7 đến T12 Khi khối tạo xung tạo xung điều khiển, xung đưa tới mạch sửa xung để điều khiển mở van T thơng qua biến áp xung Để tạo tín hiệu điều khiển xuất thời điểm yêu cầu ta phải tạo tín hiệu điều khiển nhờ mạch điều khiển khuyếch đại trung gian Tín hiệu so sánh với điện áp cưa Nếu thay đổi độ lớn Uđk thay đổi thời gian xuất xung, nghĩa thay đổi góc mở α 1, α chỉnh lưu để điều chỉnh tốc độ động phù hợp với trình hoạt động Khi muốn điều khiển cho tốc độ động chậm lại góc mở α1 phải lớn, cần Uđk nhỏ ngược lại muốn tăng tốc giảm α 1 Nguyên lý khởi động + Khi cấp Uđk điện áp đầu vào ΔUv = Uđk lúc điện áp điều khiển khác không, điện áp phần ứng khác khơng(Uư  0) dịng điện phần ứng động đạt giá trị cực đại(Id = Imax = Ikđ ) + Khi Idmax > Ic động tiếp tục tăng tốc lúc điện áp phần ứng Idmax > Ibh , nên khâu phản hồi âm dịng có ngắt tham gia, động tăng tốc đặc tính có phản hồi âm dòng điện Trong tốc độ tăng, dòng điện I d  U d  E d U d  C E .n  giảm dần, R R dòng Id giảm nhỏ Ibh, lúc động tăng tốc đặc tính phản hồi âm tốc âm dòng, dòng phần ứng động tăng đạt giá trị bé dòng điện ngắt khâu phản hồi âm dịng khơng tham gia mà có phản hồi âm tốc tham gia, lúc dòng điện Id > Ic động tăng tốc đường đặc tính phản hồi âm tốc, Id = Ic động làm việc xác lập Đồ thị biễu diễn trạng thái khởi động động sau: GVHD: Nguyễn Văn Hà - 50 - SVTH: Nguyễn Văn Ngọc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com    Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện n n0 nxl A Ic Ing I bh I dmax I(M) Hình 6.1 Đồ thị biểu diễn trạng thái khởi động động Nguyên lý điều chỉnh tốc độ 2.1 Điều chỉnh tăng tốc độ 2.1.1 Tăng tốc lượng nhỏ ( Id < Ing) + Tăng lượng nhỏ Ucđ  ΔUv tăng(nhỏ)  Uđk tăng  góc mở α giảm  Ud tăng  Id tăng bé Ing Động làm việc đặc tính phản hồi âm tốc n n 02 n01 nxl A' B A Ic Ing I bh I dmax I(M) Hình 6.2 Đặc tính tăng tốc lượng nhỏ động GVHD: Nguyễn Văn Hà - 51 - SVTH: Nguyễn Văn Ngọc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh    Đồ Án Trang Bị Điện 2.1.2 tăng tốc lượng trung bình ( Ing < Id < Ibh) + Tăng lượng Ucđ  ΔUv tăng(nhỏ)  Uđk tăng  góc mở α giảm  Ud tăng  Id tăng lớn Ing bé Ibh khoảng từ Ing đến Ibh động tăng tốc đặc tính phản hồi âm dòng phản hồi âm tốc, khoảng từ Ic đến Ing động tăng tốc đặc tính có phản hồi âm tốc (hình 6.3a) 2.1.3 Tăng tốc mộ lượng lớn ( Id > Ibh) + Tăng lượng Ucđ  ΔUv tăng(nhỏ)  Uđk tăng  góc mở α giảm  Ud tăng  Id tăng lớn Ibh lúc động tăng tốc đoạn đặc tính: + Đoạn I: Từ Ibh  Id : Động tăng tốc đặc tính có âm dịng tham gia + Đoạn II: Từ Ing  Ibh : Động tăng tốc đặc tính có hai phản hồi tham gia + Đoạn III: Từ Ic  Ing : Động tăng tốc đặc tính có âm tốc tham gia n n n 02 n'xl n 02 n'xl n01 n xl A' A' n01 nxl B A Ic Ing I bh I dmax I(M) a) B A Ic Ing I bh I dmax I(M) b) Hình 6.3 Đặc tính tăng tốc a) tăng tốc lượng trung bình, b) Tăng tốc lượng lớn GVHD: Nguyễn Văn Hà - 52 - SVTH: Nguyễn Văn Ngọc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com    Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện 2.1 Điều chỉnh giảm tốc độ + Trường hợp  I d < Ing : động giảm tốc đường đặc tính với phản hồi âm tốc độ + Trường hợp Ing <  I d < Ibh : Động giảm tốc qua giai đoạn đặc tính + Trường hợp  I d > Ibh : Động giảm tốc qua giai đoạn đặc tính n B B B n0 A C A' A' D A' -I d -I bh -I d -I ng -I d Ic Ing I bh I dmax I(M) Hình 6.3 Các đặc tính giảm tốc động Nguyên lý hãm dừng động + Ngừng cấp điện áp chủ đạo Ucđ =0  ΔUv =  Uđk =  góc mở α =  Ud =  Dòng điện động đảo chiều có giá trị Id > Ibh q trình hãm động trãi qua giai đoạn đường đặc tính GVHD: Nguyễn Văn Hà - 53 - SVTH: Nguyễn Văn Ngọc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh    Đồ Án Trang Bị Điện n n0 A B C D -I d -I bh -I ng I c Ing I bh I dmax I(M) Hình 6.4 Đặc tính hãm dừng động Nguyên lý đảo chiều quay Do bình thường I chế độ chỉnh lưu nên dòng điện tải dòng chỉnh lưu I : Id = IdI , II khơng có dịng IdII = 0, chiều dịng chạy ngược chiều Id nên khơng thể chảy Khi cần đảo chiều phải điều khiển tăng dần góc điều khiển  I tương ứng giảm dần  II theo điều kiện  I   II   Do  I tăng lên nên UdI giảm, s.đ.đ Ed khơng giảm nhanh ( thí dụ quán tính động ), dẫn đến Ed > Ud1, đó: Id  U d  E d 0 R Tức dòng tải đảo chiều CLI khơng cho dịng Id1 đảo chiều, nên dòng Id chuyển sang chảy qua CLII Mạch vòng CLII Ed điều kiện chạy chế độ nghịch lưu, nên lúc CLII thực trả lượng s.đ.đ Ed nguồn làm cho Ed giảm Khi  I tăng đến 900,  II giảm giá trị 900 điện áp GVHD: Nguyễn Văn Hà - 54 - SVTH: Nguyễn Văn Ngọc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com    Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện UdI = - UdII = Ud0.cos  = 0, trình nghịc lưu CLII kết thúc Sau  II tiếp tục giảm nhỏ 900 chuyển sang chế độ chỉnh lưu điện áp đổi dấu, chỉnh lưu CLI chuyển sang chế độ nghịch lưu phụ thuộc, trình đảo chiều kết thúc Phương pháp điều khiển chung cho phép đảo chiều nhanh hai chỉnh lưu đồng thời hoạt động + Khi ta đảo chiều điện áp chủ đạo Ucđ’ = - Ucđ ΔUv đảo chiều  Uđk đảo chiều  Ud = đảo chiều, ta có: I d   (U d  E d )  (U d  C E .n)  0 R R + Dòng điện phần ứng lúc có giá trị : Id > Ibh động trải qua giai đoạn hãm sau chuển sang giai đoạn quay theo chiều ngược.(đặc tính) n n0 A B C D -I d -I bh -I ng I c Ing I bh I dmax I(M) - n 01 A' - n xl - n 0i -n Hình 6.4 Đặc tính đảo chiều động GVHD: Nguyễn Văn Hà - 55 - SVTH: Nguyễn Văn Ngọc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh    Đồ Án Trang Bị Điện Kết luận Hiện nay, việc ứng dụng thành tựu khoa học tiên tiến vào thực tế ngành sản xuất nước ta không điều mẻ, song việc ứng dụng ứng dụng vào đâu lại vấn đề lớn cần giải Chính việc nghiên cứu triển khai thành tựu khoa học kỹ thuật đặc biệt hệ thống điều khiển tự động hóa vào thực tế mang ý nghĩa lớn Qua trình tìm hiểu nghiên cứu đề tài em có kiến thức : Thiết kế hệ thống truyền động máy bào giường Do điều kiện khách quan lượng kiến thức thân hạn chế nên chắn cịn thiếu sót, em mong nhận sử bảo thầy cô giáo, bạn bè để học hỏi thêm Một lần em xin chần thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Văn Hà thầy giáo mơn nhiệt tình hướng dẫn, động viên tạo điều kiện để em hoàn thành đồ án Sinh Viên Nguyễn Văn Ngọc GVHD: Nguyễn Văn Hà - 56 - SVTH: Nguyễn Văn Ngọc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ...  Đồ Án Trang Bị Điện Chương II LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG I PHƯƠNG ÁN 1: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG MÁY PHÁT - ĐỘNG CƠ (F - Đ) Sơ đồ nguyên lí hệ thống F - Đ đơn giản Hệ thống máy phát - động. .. Phạm Kỹ Thuật Vinh Đồ Án Trang Bị Điện 2.3 Các truyền động phụ Ngồi truyền động truyền động ăn dao, máy bào giường nhiều truyền động khác như: 2.3.1 Truyền động nâng hạ xà Máy bào giường có giá đỡ... dao, đặc tính chuyển động? ?? Các máy cắt kim loại đượ chia thành loại : Máy Tiện, Máy Phay, Máy Bào, Máy Khoan, Máy Doa, Máy Mài… 1.2 Khái quát chung máy bào giường Máy Bào Giường máy gia cơng chi