thiết kế nâng cấp hệ truyền động quay chi tiết của máy mài 3k225b

LI NểI U Đất nớc ta trình công nghiệp hoá đại hoá Nhiều nhà máy khu công nghiệp, khu chế xuất đời Để đáp ứng kịp thời nhu cầu phục vụ, sản xuất ngày gia tăng nhà máy, khu công nghiệp đòi hỏi việc tự động hoá trình hoạt động, sản xuất, nhà máy khu công nghiệp phải đợc nâng cao để đa đến hiệu quả, chất lợng công việc, sản phẩm ngày tốt Đứng trớc tình hình đòi hỏi cần phải đội ngũ cán kỹ thuật có trình độ chuyên môn cao Qua trình tìm hiểu thực tế học tập nghiêm túc báo cáo thực tập tốt nghiệp đà đợc hoàn thành với giúp đỡ tận tình thầy cô khoa điện Qua cho phép em gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô tất thầy cô khoa điện đà tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành tốt báo cáo tốt nghiệp Do thời gian trình độ có hạn nên tránh khỏi thiếu sót bản báo cáo tốt nghiệp Vậy em mong đợc bảo, đóng góp ý kiến thầy cô cho bản báo cáo tốt nghiệp em đợc hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngy 08/06/2007 Sinh viên Chơng Tổng quan chung công nghệ gia công máy cắt gọt kim loại * Máy cắt gọt kim loại dùng để gia công chi tiết kim loại cách cắt hớt lớp kim loại thừa, để sau gia công có kích thớc, hình dáng gần yêu cầu ( gia công thô ) thoả mÃn hoàn toàn yêu cầu đặt hàng với độ xác định kích thớc độ bóng cần thiết bề mặt gia công ( gia công tinh ) I Phân loại máy cắt gọt kim loại - Tuỳ thuộc vào trình công nghệ đặc trng phơng pháp gia công, dạng dao, đặc tính chuyển độngcác máy cắt đợc chia thành máy bản: tiện, phay, bào, khoan doa, mài nhóm máy khác nh gia công ren vít - Theo đặc điểm trình sản xuất, chia thành máy vạn năng, chuyên dùng đặc biệt + Máy vạn máy thực đợc phơng pháp gia công khác nh tiện, khoan, gia công răngđể gia công chi tiết khác hình dạng kích thớc + Máy chuyên dùng máy để gia công chi tiết có hình dạng nhng kích thớc khác + Máy đặc biệt máy thực gia công chi tiết có hình dáng kích thớc - Theo kích thớc trọng lợng chi tiết gia công máy chia máy cắt kim loại thành : + Máy bình thờng : trọng lợng chi tiết 100 – 10.10 kG + M¸y cì lín : träng lỵng chi tiÕt 10.10 – 30.10 kG + Máy cỡ nặng : trọng lợng chi tiết 30.10 100.10 kG + Máy nặng : trọng lợng chi tiết lớn 100.10 kG - Theo độ xác gia công, chia thành máy có độ xác bình thờng, cao cao II Các chuyển động dạng gia công máy cắt gọt kim loại ã Trên máy cắt gọt kim loại có hai loại chuyển động : chuyển động chuyển động phụ - Chuyển động di chuyển tơng đối dao cắt so với phôi để đảm bảo trình cắt gọt Chuyển động lại chia : chuyển động chuyển động ăn dao + Chuyển động : chuyển động đa dao cắt ăn vào chi tiết + Chuyển động ăn dao : chuyển động xê dịch lỡi dao phôi ®Ĩ t¹o líp phoi míi - Chun ®éng phơ : chuyển động không liên quan trực tiếp đến trình cắt gọt Chúng cần thiết chuẩn bị gia công, hiệu chỉnh máy Các chuyển động chính, ăn dao chuyển động quay chuyển động tịnh tiến dao phôi III Các hệ truyền động thờng dùng máy cắt gọt kim loại - Đối với chuyển động máy tiện, khoan, doa, phayvới tần số đóng cắt điện không lớn, phạm vi điều chỉnh tốc độ không rộng, thờng dùng hệ truyền động với động không đồng roto lồng sóc Điều chỉnh tốc độ máy thực phơng pháp khí dùng hộp tốc độ - Đối với số máy khác nh : máy tiện, máy doa ngang, máy sọc yêu cầu phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng hơn, hƯ trun ®éng trơc chÝnh dïng hƯ trun ®éng víi động không đồng cấp tốc độ Quá trình thay đổi tốc độ thực cách thay đổi sơ đồ đấu dây quấn stato động để thay đổi số đôi cực với công suất trì không đổi - Đối với số máy nh : máy bào giờng, máy mài tròn, máy doa toạ độ hệ truyền động ăn dao số máy yêu cầu : + Phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng + Đảo chiều quay liên tục + Tần số đóng - cắt điện lớn Thờng dùng hệ truyền động chiều ( hệ máy phát động điện chiều F - Đ, hệ máy điện khuyếch đại động điện chiều MĐKĐ - Đ, hệ khuyếch đại từ động điện chiều KĐT - Đ biến đổi tiristo - động điện chiều T - Đ ) hệ truyền động xoay chiều dùng biến tần IV Các tham số đặc trng cho chế độ cắt gọt máy cắt gọt kim loại - Chuyển động Tốc độ cắt, lực cắt phụ thuộc yếu tố điều kiện gia công, gồm : Chiều sâu cắt : t ( mm ) Là khoảng cách bề mặt chi tiết trớc sau gia công Lợng ăn dao : s ( mm / vòng, mm / hành trình ) Là độ di chuyển dao chi tiết quay đợc vòng đợc hành trình Độ bền dao : T( phút ) Là khoảng thời gian làm việc dao hai lần mài Vật liệu dao, phôi, phơng pháp gia công a Tốc độ cắt Là tốc độ dài tơng đối chi tiết so với dao điểm tiếp xúc dao chi tiết VZ = CV ( m/phót ) T t xv s yv m Hay Vz = wct Rct Trong ®ã : Cv, xv, yv, m lµ hƯ sè vµ sè mị phơ thuộc vào vật liệu chi tiết gia công VD: Khi chi tiÕt lµ gang thÐp : - Dao lµm b»ng thép gió : Cv = 18,2 ữ 53,7 - Dao làm hợp kim cứng : Cv = 39,5 ữ 252 b Lực cắt Fx Fz Fy Trong trình gia công, điểm tiếp xúc dao chi tiết xuất lực tác dụng F gồm thành phần : + Fx : lực dọc trục, lực mà cấu ăn dao phải khắc phục, thành phần lực ¨n dao + Fy : lµ lùc híng kÝnh, tạo áp lực lên cấu bàn dao gây lực ma sát dao chi tiết + Fz : lực tiếp tuyến, lực mà cấu chuyển động phải khắc phục, hay gọi lực cắt F = Fx + Fy + Fz Fz = 9,81.CF.t x s y V n z F F Fz : Fy : Fx= : 0,4 : 0,25 Trong ®ã : CF, xF, yF, n lµ hƯ sè vµ sè mị phơ thc vµo vËt liệu chi tiết gia công, vật liệu làm dao phơng pháp gia công c Công suất cắt Công suất cắt ( công suất yêu cầu cấu chuyển động ) đợc xác định theo công thức : Pz = Fz V z (kW ) 60.10 Trong ®ã : Fz – lùc c¾t ( N ) V tốc độ cắt ( m/ph ) Chuyển động ăn dao a Tốc độ ăn dao Là tốc độ dịch chuyển cấu bàn dao Vad = s.nct 10 ( m/ph ) Trong ®ã : nct – tốc độ vòng quay chi tiết S lợng ăn dao wct = VËy : 2π nct 60 Vad = 60.wct 10 ( m/s ) b Lực ăn dao Fad = k.Fx + Fms Víi : Fms = µ [ Gbd + Fy ] + Fd Trong ®ã : - hệ số ma sát + lúc khởi động : = = 0,2 ữ 0,3 + lúc làm việc : = 0,05 ữ 0,15 - Gbd trọng lợng cấu bàn dao Gbd = mbd.g c Công suất ăn dao Pad = Fad Vad (kW ) 60.10 3 Thêi gian máy Là thời gian dùng để gia công chi tiết Nó đợc gọi thời gian công nghệ, thời gian thời gian hữu ích Để tính toán thời gian máy, ta vào tham số đặc trng cho chế độ cắt gọt, gọi phơng pháp gia công máy Ví dụ ®èi víi m¸y tiƯn : tm = L ( ph) n.s Trong : L : chiều dài hành trình làm việc (mm) n : tốc độ quay chi tiết ( tốc độ quay mâm cặp ) (vòng/ph) s : Lợng ăn dao (mm/vòng) Với : n = 60.10 v π d Ta cã : tm = V d L 60.10 3.v.s Phụ tải động truyền động cấu điển hình máy cắt gọt kim loại Truyền động Trong cấu truyền động máy cắt gọt kim loại, lực cắt lực hữu ích, phụ thuộc vào chế độ cắt ( t, s, v ) vật liệu chi tiết gia công vật liệu làm dao a Cơ cấu chuyển động quay - Momen trục máy đợc xác định theo công thức : Mz = Fz d Víi : Fz : lµ lực cắt (N) d : đờng kính chi tiết (m) - Momen hữu ích trục động Mhi = M z = Fz d ( Nm) i 2i Víi i tỉ số truyền từ trục động đến trục máy - Momen cản trục ®éng c¬ Mc = M hi Fz d = η 2i. b Cơ cấu chuyển động tịnh tiến - Momen tịnh tiến hữu ích Mhi = Fz Với : = Vc bán kính quy đổi lực cắt trục động Vc tốc độ truyền cấu - Momen cản tỉnh trục động Mc = M hi F ρ = z η η Truyền động ăn dao Lực ăn dao bàn dao bàn cặp chi tiết khởi hành đợc tính theo biÓu thøc sau : Fad = (Gbd + Gct)fo + s (N) Trong : Gbd : khối lợng bàn Gct : khối lợng chi tiết fo : hệ số ma sát fo = 0,2 ữ 0,3 bàn dao khởi hành f = 0,08 ữ 0,1 cắt gọt : áp suất dính ( = 0,5 N/cm ) Lực ăn dao cắt gät : Fad = (Gbd + Gct).f + α s (N) Momen trục vít : - Khi khởi hành : Mad = Fad dtb.tg( α + θ ) ( N.m ) - Khi c¾t gät : Mad = Fad.dtb.tg( α + θ ) ( N.m ) Víi: α : gãc lƯch ®êng ren trơc vÝt θ : gãc ma s¸t cđa trơc vít dtb : đờng kính trung bình trục vít VI Tổn hao máy cắt gọt kim loại - Tổn hao máy cắt gọt kim loại phu thuộc vào : Dạng số lợng khâu động học (tính từ trục động đến trục cấu) Dạng nhiệt độ dầu bôi trơn Sự thay đổi phụ tải làm thay đổi áp lực cấu truyền máy Sự thay đổi tốc độ cấu làm việc Phụ tải định mức / ω cdm ( const ) η dmHT = η dm1 η dm2…η dmn ⇒ η n ∏ η dmHT = i =1 dmi Phụ tải thay đổi / cdm η HT = M hi M hi + M ms Mms = aMhi®m + bMhi Víi : a : hệ số tổn hao không biến đổi theo phụ tải b : hệ số tổn hao biến đổi theo phơ t¶i Mms = Mhi [a = Mhi [ Víi : kt = M hidm + b] M hi a +b] kt M hi P = z lµ hƯ số phụ tải M hidm Pzdm Khi : M hi η HT = a = 1+ a + b M hi + M hi [ + b] kt kt η ®mHT = 1 + a dm + bdm ⇒ a®m + b®m = − η dmHT η dmHT ⇒ a = 0,6 ( a®m + b®m ) b = 0,4 ( a®m + b®m ) Phụ tải thay đổi, c thay đổi a1 = a ωc ω cdm Víi: a1 : hƯ sè tổn hao không biến đổi theo phụ tải thay đổi a : hệ số tổn hao không biến ®ỉi theo phơ t¶i ω dm ⇒ η HT = + a ωc + b k t cdm VII Tính chọn công suất động Để tính chọn đợc công suất động cơ, cần phải có số liệu ban đầu sau : - Chế độ làm việc : dài hạn, ngắn hạn hay ngắn hạn lặp lại - Các thông số đặc trng cho chế độ cắt gọt - Khối lợng chi tiết gia công - Thời gian làm việc, thời gian nghỉ môi trờng làm việc - Công suất, điện áp, dòng điện làm việc máy - Khối lợng phận chuyển động Các bớc tính chọn công suất động Bớc : Chọn sơ công suất động truyền động đợc tiến hành theo trình tự sau: - Xác định công suất momen tác dụng lên trục làm việc hộp tốc độ ( Pz Mz ) - Xác định công suất momen trục động xây dựng đồ thị phụ tải tĩnh ( Pc = f(t) Mc = f(t) ) - Dựa đồ thị phụ tải tĩnh, tiến hành tính chọn sơ công suất ®éng c¬ VÝ dơ : P P2 P3 P1 t ⇒ Ta chän theo P = P(c2) lµ Pmax P t ⇒ Ta chọn theo công suất trung bình Ptb 10 Ll : trị số điện cảm lọc đập mạch cần thiết [ Henry] Idđm : dòng điện định mức ching lu [ A ] Id®m = 4,06 A ω = 314: tÇn sè [1/s] gãc K = 1,2,3…bé sè sãng hài +Đối với sơ đồ chỉnh lu điều khiển không đối xứng, góc điều khiển nhỏ thành phần sãng hµi víi K =2, vµ K.m = I*1% : trị hiệu dụng dòng điện sóng hài lấy tỷ số theo dòng điện định mức chØnh lu Tri sè nµy cho phÐp I*1%