Thiết kế hệ thống truyền động van động cơ của máy bào giường

Phần I Giới thiệu công nghệ máy bào giờng a.chức công dụng máy bào giờng: Máy bào giờng nói chung đợc sử dụng rộng rÃi Trong máy khí, dùng để gia côngi Trong máy khí, dùng để gia công chi tiết kim loại lớn nh: Bệ máy, thân máy, máy bào, máy tiện vv Ngoài sử dụng để rẽ rÃi Trong máy khí, dùng để gia côngnh chữ T, V, Đuôi én bào thô bào tinh I Các loại máy bào giờng: Phân loại : * Dựa vào số trục phân - Máy bào trụ: 710, 71120, 7116 - Máy bào hai trụ: 7210, 7212, 7216 * Dựa vào kích thớc phân Sinh viên thiết kế Lu Minh Trờng - Máy bào cỡ nhá cã chiỊu dµi Lb< m lùc kÐo Fk= 30  50 (KN) KN) - M¸y cì trung bình chiều dài Lb= 45 m Lực kéo Fk= 5070 (KN) KN) - Máy cỡ nặng (KN) Lớn) chiỊu dµi L b >5 m, Fk >70 (KN) KN) cấu tạo máy bào giờng: Máy báo giờng cã cÊu t¹o tõ nhiỊu chi tiÕt phøc t¹p, nhiỊu khối khác tai mô tả kết cấu bên phận chủ yếu máy - Đế máy: Đợc làm gang đúc để đỡ bàn trục máy, để có khối tạo vững có hai r Ãi Trong máy khí, dùng để gia côngnh dẫn hớng chữ nhật chữ V cho bàn máy chuyển động dọc theo đế máy - Bàn máy: Đợc làm gang đúc dùng để mang chi tiết gia công, bàn máy có rÃi Trong máy khí, dùng để gia côngnh chữ T để gá lắp chi tiết - Giá chữ U: Đợc cấu tạo từ hai trụ thép đứng vững dầm ngang Trong dầm đặt động để di chuyển xà ngang lên xuống, dọc theo trục có xẻ rÃi Trong máy khí, dùng để gia côngnh, có trục vít nâng hạ dao động - Xà ngang: chuyển động lên xuống theo hai trục xà - Các bàn dao máy: Gồm hai bàn dao đứng hai bàn dao hông, trục bàn có giá đỡ dao Giá máy quay góc để gia công chi tiết khoảng dịch chuyển lớn trợt 300 mm, góc quay giá đỡ 600 - Bộ phận chuyển động: Gồm máy điện xoay chiều để chuyển động bàn dao, nâng hạ xà, kẹp xà Các máy phát chiều động dị bộ, động chiều máy khuyếch đại từ trờng ngang Tóm lại: Máy bào giờng đợc cấu tạo hoàn chỉnh, gọn kết cấu chắn, đảm bảo tính kü tht, mü tht vµ kinh tÕ II sè liƯu kỹ thuật máy bào giờng: kích thớc chi tiết gia công: - Kích thớc máy: 7950 x 4000 x 3445 (KN) mm) - KÝch thíc cho phÐp cđa vËt gia c«ng: 3000 x 1000 x 900 (KN) mm) - Träng lỵng cho phÐp lín nhÊt cđa chi tiết gia công 1m chiều dài bán 1500 kg - Khoảng cách hai trục đứng 1100 (KN) mm) - Khoảng cách mặt bàn dầm ngang 1000 (KN) mm) kích thớc bàn máy: - DiƯn tÝch hiƯu dơng: 900 x 300 (KN) mm) Sinh viªn thiÕt kÕ Lu Minh Trêng - ChiỊu dài lớn hành chình bàn 3200 (KN) mm) hành trình nhỏ 700 (KN) mm) 3.chỉ tiêu học: giới hạn tốc độ lµm viƯc cđa bµn - Vïng 1: V=(KN) 40  60) m/phót dïng gia c«ng th« - Vïng 2: V=(KN) 60  90) m/phót dïng gia c«ng giíi tốc độ hành trình ngợc chiều dài bàn - Giới hạn ăn dao ngang sau hành trình kép (KN) 0,25  12,5) (KN) mm) - Lùc kÐo bµn Vïng 1: Qmax= 7000 kg ; Qmin= 2500 kg Vïng 2: Qmax= 4700 kg ; Qmin= 1700 kg III truyền động bàn: * truyền động bàn Truyền động bàn truyền động trính máy, đặc điểm truyền động làm việc có tính chất chu kỳ lặp lại chu kỳ có hai hành trình Hành trình thuận: Là hành trình gia công chi tiết, gồm nhiều giai đoạn: Khởi động, aw dao, vào chi tiết, cắt gọt ổn định, dao khỏi chi tiết gia công ứng với tốc độ khác hành trình ngợc: Là trình máy chạy không tải để đa bàn máy khỏi chi tiết vị trí ban đầu để chuẩn bị cho chu kỳ làm viẹc tiếp theo, tốc độ hành trình thuận (KN) tốc độ cắt gọt) Đợc xác định tơng ứng với yếu tố chế độ cắt gọt, tốc độ hành trình thuận thờng nhỏ tốc độ hành trình ngợc để nâng cao xuất máy Dấn động truyền động cho máy từ động chiều qua hộp giảm tốc có hai cấp tốc độ truyền động tới trục vít biến chuyển động động thành chuyển động tịnh tiến bàn máy Việc đảo chiều quay chuyển động đợc thực việc đảo chiều điện áp đặt vào phần ứng động IV Đặc điểm yêu cầu trang bị điện cho truyền động chính: Do đặc tính chuyển động bàn đảo chiều có tần số lớn trình độ chiếm tỷ lệ lớn chu kỳ làm việc, chiều dài hành trình giảm trình độ giảm Nên yêu cầu đảm bảo suất máy, mà suất máy đợc xác định số hành trình kép đơn vị thời Ta có đồ thị tốc độ máy bào giờng nh sau Sinh viên thiết kế Lu Minh Trờng ,I Iqđ th Ith t Ing  t1 t2 t3 t4 t5 t t t t t 10 ng t 11 t 12 t 13 t 14 Hình Đồ thị tốc độ dòng điện bàn máy bào giờng Chuyển động mang tính chất chu kỳ Quá trình cắt gọt xảy hành trình thuận hành trình ngợc hành trình chạy không tải để đa bàn máy vị trí ban đầu Đồ thị tốc độ bàn máy đợc vẽ hình Đây dạng đồ thị thờng gặp, thực tế có nhiều dạng khác đơn giản phức tạp Giả thiết bàn máy đầu hành trình thuận tăng tốc độ đến tốc độ V0=515(KN) m/phút) - tốc độ vào dao-trong khoảng thời gian t1 + Sau chạy ổn định với tốc độ V khoảng thời gian t2 dao cắt vào chi tiết (KN) dao cắt vào chi tiết tốc độ thấp để tránh sứt dao chi tiết) + Bàn máy tiếp tục chạy với tốc độ ổn định V hết thời gian t3 + t4 tăng tốc độ từ V0Vth (KN) tốc độ cắt gọt) + t5: bàn máy chuyển động với tốc độ Vth thực gia công chi tiết + t6: bàn máy sơ giảm tốc độ đến V0 + t7: bàn máy làm việc ổn định với tốc độ bàn máy V0 Sinh viên thiết kế Lu Minh Trờng + t8: dao đợc khỏi chi tiết tốc độ bàn máy V0 + t9: đảo chiều từ hành trình thuận sang hành trình ngợc đến tốc độ Vng + t10: bàn máy chạy theo hành trình ngợc với tốc độ Vng + t11: thời gian giảm tốc đến V0 để chuẩn bị đảo chiều + t12: bàn máy chạy ổn định vận tốc thấp V0 để chuẩn bị đảo chiều + t13: đảo chiều sang hành trình thuận để bắt đầu thực chu kỳ khác Bàn dao đợc di chuyển thời điểm bàn máy đảo chiều từ hành trình ngợc sang hành trình thuận kết thúc di chuyển trớc dao cắt vào chi Yêu cầu trang bị điện cho truyền động máy bào giờng: Phạm vi điều chỉnh tốc độ truyền động tỉ số tốc độ lớn bàn máy (KN) tốc độ lớn hành trình ngợc) tốc độ nhỏ bàn máy (KN) tốc độ thấp hành trình thuận) Vmax Vng max D Vmin Vth Trong ®ã: +Vmax : tèc ®é lín nhÊt cđa bàn máy hành trình ngợc, thờng Vng.max= (KN) 75120) m/phút +Vth.min: tốc độ nhỏ bàn máy hành trình thuận, thờng: Vth.min= (KN) 6) m/phót Nh vËy: D = (KN) 12.5  30) / Thông thờng, hệ thộng truyền động điện sử dụng động điện chiều đợc cấp nguồn tự biến đổi Theo yêu cầu đồ thị phụ tải (KN) hình 2), điều chỉnh tốc độ ®ỵc thùc hiƯn theo hai vïng: P,F F=F(KN) v) Sinh viên thiết kế Lu Minh Trờng Hình P=P(KN) v) II V I + Thay đổi điện áp phần ứng phạm vi (KN) 6)/1 với mô men trục động số ứng với tốc độ bàn thay đổi từ Vmin=(KN) 46) m/phót ®Õn Vgh= (KN) 2025) m/phót, ®ã lực kéo không đổi + Giảm từ thông động phạm vi (KN) 5)/1 thay đổi tèc ®é tõ Vgh ®Õn Vmax =(KN) 75120) m/phót, công suất kéo gần nh không đổi Nhng sử dụng phơng pháp điều chỉnh từ thông làm giảm suất máy, thời gian trình độ tăng số thời gian mạch kích từ động lớn Vì thực tế ngời ta thờng mở rộng phạm vi điều chỉnh điện áp, giảm phạm vi điều chỉnh từ thông, điều chỉnh tốc độ động dải thay đổi điện áp phần ứng Trong trờng hợp công suất động phải tăng Vmax/Vgh lần chế độ xác lập, độ ổn định tốc độ không lớn 5% phụ tải thay đổi từ không đến định mức Nhìn vào đặc tính phụ tải nguyên nhân giảm mômen để vùng vấn thực đợc việc cắt gọt chi tiết Giả sử điều chỉnh tốc độ động theo hai vùng điện áp từ thông Giả sử Pđm= Const màMđm= Mmax Thì vùng giảm điện áp M = Const (KN) Mmax= Mmin) Vïng ®iỊu chØnh từ thông giảm suy tốc độ tăng (KN) n) mà giữ nguyên dòngđiện I=Iđm Mmax = Mtải Vậy thuyết minh em sử dụng điều chỉnh tốc độ động phơng pháp điều chỉnh điện áp phần ứng trình độ từ thông lớn nên ta không dùng điều chỉnh phơng pháp thay đổi từ thông ta tăng đợc suất máy Quá trình độ khởi động, hÃi Trong máy khí, dùng để gia côngm yêu cầu xảy êm, tránh va đập truyền với tốc độ tác động cực đại truyền động ăn dao: Truyền động ăn dao có tính chất chu kỳ đặc điểm nh sau: Mỗi truyền động ăn dao (KN) dao đứng hay dao hông) có chiều ăn daovaf lợng ăn dao riêng, làm việc độc laapfzjtuyf theo công nghệ Mỗi truyền động hành trình kép bàn Sinh viên thiết kế Lu Minh Trờng truyền động ăn dao làm việc lần Thờng bắt đầu làm việc bàn đợc đổi chiều dừng lại dao cắt vào chi tiết Truyền động bàn làm việc chế độ xung với máy làm việc chế độ bình thờng Máy cỡ trung số lần dịch chuyển lên tới 1000 lần Cần phải có dải điều chỉnh rộng D = (KN) 60 90) Cần phải linh hoạt chắn khởi động, hÃi Trong máy khí, dùng để gia côngm nhanh Truyền động ăn dao phải đảm bảo di chuyển nhanh Bàn dao máy bào giờng có dao đứng dao hông, dao đứng đợc dẫn từ động xoay chiều hộp giảm tốc hệ thống trục vít đai ốc dịch chuyển theo chiều ngang đứng, dao hông đợc dẫn từ động xoay chiều riêng riêng biệt chế độ riêng biệt dao đứng truyền động nâng hạ xà: Máy bào giờng có giá đỡ gọi xà ngang để đỡ giá dao vững Xà ngang đợc dịch chuyển lên xuống dọc theo hai trục máy để điều chỉnh khoảng cách đầu chi tiết gia công truyền động kẹp nhả xà: Là truyền động đợc định vị chặt xà hai trục máy để gia công chi tiết nới lỏng xà để nâng hạ dao, giá dao, truyền động đợc thực nhờ động xoay chiều qua hệ thống khí Tác dụng lực nêm chặt tuỳ ý ta điều chỉnh chuyển động với việc nâng hạ xà nh Bơm dầu: Khi đóng cho biến đổi làm việc bơm dầu làm việc lợng dầu máy bảo đảm rơle áp lực hoạt động làm kín mạch cho chuyển động bàn, áp lực cần thiết 2,5at Hệ thống bơm dầu thực từ động xoay chièu quạt gió: Động quạt gió động xoay chiều đảm bảo cho truyền động bàn động không đồng vợt nhiệt độ cho phép V tiêu chất lợng điện chuyển động chính: - Có điều chỉnh tự động đảm bảo, có hạn chế dòng trì nức ®é cùc ®¹i cho phÐp khëi ®éng cịng nh hÃi Trong máy khí, dùng để gia côngm hệ thống, yêu càu tác động linh hoạt, chắn, độ tin cậy cao - Động chiều dùng để truyền động có công suất P 70 KW tốc độ n= 1500 vòng / phút - Phạm vi đièu chỉnh: D = 10/1 - Sai lƯch tÜnh cho phÐp:s1= 15% Sinh viªn thiÕt kÕ Lu Minh Trờng Kết luận Máy bào giờng có trình công nghệ phức tạp, nhiều truyền động phụ yêu cầu hệ thống truyền động bàn có độ xác cao, thời gian độ lớn để đảm bảo suất máy Máy gia công chi tiết đảm bảo độ bóng gia công tinh Các truyền động bàn truyền động ăn dao có thẻ làm chế độ điều chỉnh hay chế độ tự động với trang thiết bị hợp lý, đại, máy bào giờng làm việc đặt đợc yêu cầu công nghệ phức tạp Sinh viên thiết kế Lu Minh Trờng phần II chọn phơng án truyền động điện nguyên lý sơ đồ a khái niệm chung: * nội dung: Để thiết kế hệ thốn truyền động cho đối tợng truyền động ta phải vào đặc điểm công nghệ nó, vào tiêu chất lợng mà đa phơng án hợp lý Với đối tợng truyền động thực truyền động khác Mỗi phơng án có u nhợc điểm nó, chung phơng án đa cần đảm bảo yêu cầu đối tợng cần truyền động Phải đảm bảo đợc tiêu mặt kỹ thuật nh mặt kinh tế, tiêu kỹ thuật quan trọng hàng đầu Thông thờng hệ thống tốt mặt kỹ thuật nh tốn mặt kinh tế Do tuỳ thuộc yêu cầu chất lợng độ xác sản phẩm ta cho chän hƯ thèng trun ®éng ®iƯn nh»m ®a mét hệ thống đảm bảo yêu cầu mong muốn Sinh viên thiÕt kÕ Lu Minh Trêng * ý nghÜa: ViÖc lùa chọn phơng án truyền động điện có ý nghĩa quan trọng Nó liên quan đến chất lợng sản phẩm nh ảnh hợng đến hiệu kinh tế sản xuất Nếu nh la chọn tăng xuất làm việc, hạn chế đợc hành trình thừa, chất lợng sản phẩm tốt hơn, hiệu kinh tế cao Kết hoàn toàn ngợc lại ta lựa chọn không gây tổn thất không ngờ tớc * phơng án lựa chọn: Muốn chọn đợc hệ thống phù hợp với yêu cầu phải đa phơng án đáp ứng đợc yêu cầu kỹ thuật sau đánh giá u nhợc điểm mà chọn cho hợp lý I chọn phơng án truyền động điện: Để thiết kế hệ thống truyền động điện ngời thiết kế phải đa nhiều phơng án khác Rồi sau so sánh phơng án hai phơng diện kinh tế kỹ thuật để chọn phơng án tối u Phơng án tối u phơng án đáp ứng đợc yêu cầu đề đồng thời phơng án đảm bảo mặt kỹ thuật chi phí thấp phân tích chọn động cho truyền động: Việc chọn động cách hợp lý có vị trÝ hÕt søc quan träng c«ng viƯc thiÕt kÕ hệ thống truyền động điện động đợc chọn phải thoả mÃi Trong máy khí, dùng để gia côngn điều kiện công nghệ yêu cầu, đồng thời phải thoả mÃi Trong máy khí, dùng để gia côngn yếu tố cho tổn hao ít, giá thành hạ, hoạt động tin cậy, chi phí vận hành hàng năm nhỏ, lắp đặt thay dễ, sửa chữa đơn giản, để chọn động quay chi tiết ta xét lần lợt loại động : a) Động không đồng bộ: Đợc sử dụng rộng rÃi Trong máy khí, dùng để gia côngi thực tế, u điểm cấu tạo đơn giản, đặc biệt loại rô to lồng sóc So với máy điện chiều giá thành hạ vận hành tin cậy trực tiếp dùng điện lới không cần dùng thiết bị biến đổi khác nhợc điểm điều khiển khống chế trình độ khó khăn, với động lồng sóc tiêu khởi động xấu Phơng trình đặc tính : Tự nhiên Nhân tạo Sinh viên thiết kế Lu Minh Trêng