Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHKTCN Thái Nguyên lời nói đầu Hũa cựng vi phỏt trin chung giới, nước ta bước vào thời kỳ cơng nghiệp hóa - đại hóa với hội thuận lợi khó khăn thách thức lớn Điều đặt cho hệ trẻ, người chủ tương lai đất nước nhiệm vụ nặng nề Đất nước cần sức lực trí tuệ lịng nhiệt huyết trí thức trẻ, có kỹ sư tương lai Sự phát triển nhanh chóng cách mạng khoa học kỹ thuật nói chung lĩnh vực điện - điện tử - tin học nói riêng làm cho mặt xã hội thay đổi ngày Trong hoàn cảnh đó, để đáp ứng điều kiện thực tiễn sản xuất đòi hỏi kỹ sư điện tương lai phải trang bị kiến thức chuyên ngành cách sâu rộng Trong xí nghiệp cơng nghiệp đặt vấn đề phải cải tạo, nâng cấp lại thiết bị dây chuyền sản xuất cũ Dựa quan điểm giữ lại phần thiết bị hoàn thiện phù hợp, cải tạo thay phần lạc hậu có nhiều nhược điểm thiết bị có độ hồn thiện cao Khi đưa vào sản xuất cho suất chất lượng sản phẩm cao Nhằm giúp cho sinh viên trường chúng em có điều kiện hệ thống lại kiến thức học, có điều kiện tiếp cận với mơ hình kỹ thuật thực tế, giúp cho chúng em có hội tư độc lập nghiên cứu Nhà trường tạo điềukiện cho chúng em làm đề tài tốt nghiệp Dựa sở với mong muốn trang bị cho sinh viên kiến thức thực tế hữu ích nhất, thầy giáo PGS.TS Võ Quang Lạp giao cho em đề tài: "Thiết kế hệ thống truyền động bàn ăn dao máy doa" Đồng thời nghiên cứu phương pháp nâng cao chất lượng truyền động ăn dao máy doa Bản đồ án gồm phần: GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTK: Hoàng Văn Sỹ Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHKTCN Thái Nguyên Phần I: Giới thiệu tổng quan công nghệ máy doa Phần II: Phân tích mạch điện máy doa Phần III: Tính chọn thiết bị Phần IV: Xây dựng đặc tính tĩnh Phần V: Xét ổn định hiệu chỉnh hệ thống Phần VI: Mơ hệ thống qua máy tính Với hướng dẫn tận tình thầy giáo PGS.TS Võ Quang Lạp tinh thần làm việc nghiêm túc nỗ lực cao thân, nội dung đồ án hoàn thành Bản đồ án giải triệt để sâu sắc vấn đề nêu Đồng thời trình bày cách ngắn gọn, dễ hiểu Tuy nhiên với thời gian có hạn nên đồ án khơng tránh khỏi khiếm khuyết thiếu sót Em mong nhận góp ý xây dựng thầy bạn bè để đồ án hoàn thiện Trong trình làm đồ án em nhận giúp đỡ, hướng dẫn, bảo tận tình thầy PGS.TS Võ Quang Lạp Em vơ biết ơn thầy Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo dạy dỗ cho em suốt năm học qua, để em trưởng thành ngày hơm Những lời dạy em ln ghi nhớ mang theo bên để vững vàng, tự tin sống mai sau Em xin chõn thnh cm n! Thái Nguyên, ngày tháng Sinh viên năm 2010 Hoàng Văn Sỹ GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTK: Hoàng Văn Sỹ Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHKTCN Thái Nguyên Phần thứ giới thiệu công nghệ máy doa chơng I: tính - công dụng máy doa I.1 Tính - công dụng máy doa Trong phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật, ngày máy gia công kim loại có máy doa đà đợc cải tiến, thay đổi (về phần điện) nhiều Nhờ đợc áp dụng tiến mà tính ngày đợc nâng cao việc điều chỉnh trình hoạt động đợc tiến hành dễ dàng Nh ta đà biết máy doa thuộc nhóm máy cắt gọt kim loại, mặt khác doa phơng pháp gia công chi tiết, doa thuộc công đoạn ia công tinh, gia công lỗ đà đợc khoan, khoét, lỗ hình côn, hình trụ, cắt ren Ngoài máy doa đ ợc dùng để phay GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTK: Hoàng Văn Sỹ Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHKTCN Thái Nguyên Nói tóm lại doa phơng pháp gia công tinh đạt độ bóng bề mặt từ 6-9 cấp chinh xác từ - cấp xác Ngày để cập nhật với công nghệ tiên tiến giới số máy cắt gọt kim loại đà đợc áp dụng chơng trình điều khiển số (CNC) để điều khiển trình sản xuất máy độ xác chi tiết đợc nâng lên rõ rệt I.2 Phân loại máy doa Máy doa máy gia công cắt gọt kim loại Trên truyền động máy gá mũi khoan mũi doa, máy gia công thô (khoan khoét lỗ hình côn, hình trụ); gia công tinh gá mũi doa Đặc điểm máy doa gia công đồng thời nhiều lỗ có trục song song trục thẳng góc với Máy doa có nhiều loại khác với kích cỡ, công dụng mức độ chuyên môn hoá khác - Nếu phân loại theo chức năng, công dụng phân làm loại sau: + Máy khoan , khoét + Máy doa - Nếu phân loại theo chuyển động đợc phân thành loại sau: + Doa đứng: dao quay theo phơng thẳng đứng + Doa ngang: dao quay theo phơng nằm ngang - Nếu phân loại theo mức độ trang bị điện phân : + Loại đơn giản: thờng dùng động KĐB điều chỉnh tốc độ điện + Loại trung bình thờng dùng động KĐB điều chỉnh tốc độ cách thay đổi số đôi cực dùng ddộng chiều nhng hệ thống hở + Loại phức tạp: dùng động chiều kích từ độc lập ®iỊu khiĨn theo hƯ kÝn hc cã thĨ ®iỊu khiĨn theo chơng trình Đây loại máy doa gia công có độ xác cao - Nếu phân loại theo trọng lợng máy, ta có: + Loại nhỏ: trọng lợng máy nhỏ 10 + Loại trung bình: trọng lợng máy từ 10 100 + Loại lớn: trọng lợng máy lớn 100 tÊn I.3 Giíi thiƯu m¸y doa I.3.1 Giíi thiƯu m¸y I.3.1.1 Chức máy Máy doa nằm nhóm máy cắt gọt kim loại thứ ba, loại máy có vay trò quan trọng công nghiệp loại máy doa vạn GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTK: Hoàng Văn Sỹ Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHKTCN Thái Nguyên Loại máy có hệ thống trang bị điện đại, gia công đợc nhiều loại chi tiết khác nhau, khả công nghệ dùng để doa, khoan, khoét, phay với nguyên công sau: - Nguyên công doa: thờng doa lỗ hình côn, hình trụ, mặt phẳng vuông góc với có độ định tâm cao - Nguyên công tiện: nắp lỡi dao tiện tiện ,cắt mặt đầu, cắt ren Với nguyên công cắt ren truyền động ăn dao đợc truyền từ trục - Nguyên công khoan: cần gia công lỗ có độ định tâm cao ta thực máy doa, nguyên công thờng nặng nề - Nguyên công phay: phay mặt đầu, phay mặt phẳng, phay mặt trong, phay mặt I.3.1.2 Các truyền động máy doa a) Truyền động Truyền động máy doa truyền động quay mâm gá dao, truyền động đợc thực nhờ động KĐB ro to lồng sóc, thay đổi tốc độ nhờ thay đổi cách dây từ -YY Tốc độ trục mâm gá dao thay đổi phạm vi réng cã cÊp nhê hép tèc ®é Khi thay đổi tốc độ bánh cha ăn khớp động đợc đóng điện với mô men nhỏ tạo điều kiện cho bánh vào ăn khớp, truyền động có nhiều cấp tốc độ nhờ kết hợp hai phơng pháp thay đổi tốc độ điện khí Động đợc hÃm ngợc sau Ên nót dõng hc sau Ên nót thử máy b) Truyền động ăn dao Bao gồm truyền động: - Chuyển động tịnh tiến theo phơng ngang - Chuyển động sang trái - Chuyển động sang phải Ngoài có chuyển động bàn máy ụ máy theo hai chiều, chuyển động đợc truyền động động điện chiều kích từ ®éc lËp vµ nã lµ trun ®éng quan träng nhÊt, phức tạp máy doa với yêu cầu thông số chất lợng cao c) Các truyền động phụ - Truyền động di chuyển cấu kẹp chi tiết, đợc thực nhờ động KĐB ro to lồng sóc - Các truyền động bơm nớc, bơm dầu I.3.1 Kết cấu máy doa 2620B a) Thân máy GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTK: Hoàng Văn Sỹ Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHKTCN Thái Nguyên Là phần cố định so với bệ máy, có kết cấu hình chữ U, hai đầu có hai ụ b) ụ Nằm thân máy, chuyển động tịnh tiến so vớithân máy Động trục đợc gắn vào thân máy với hộp tốc độ, trình di chuyển đợc thực hiên nhờ trục động chạy dao c) ụ trục phụ Nằm thân máy chuyển động tịnh tiến nhờ động ăn dao tay Khi gia công chi tiết có đòi hỏi độ xác cao có tác dụng giữ dao d) Bàn máy Đợc bố trí hai ụ, di chuyển ngang, dọc, qua trái, qua phải I.4 Các chế độ vận hành máy a) Máy doa ngang 2620B có chế độ vận hành sau: +Truyền dộng ăn dao nhờ hai chế độ vận hành tay tự động + Trong trình vận hành thc chạy nhanh bàn dao phơng pháp giảm từ thông động Chỉnh định toạ độ ụ, trục nhờ hệ kính phóng đại quang học + Điều khiển máy nhờ nút bấm tay gạt, chúng đợc bố chí hai ụ máy b) Các thông số kỹ thuật máy + Đờng kính trục D = 90 mm + Kích thớc bàn máy 900 1200 mm + Độ dịch chuyển dọc bàn máy: 1090 mm + Độ dịch chuyển hớng tâm mâm cặp: 170 mm + Tốc độ quay trơc chÝnh: 12,5 2000 V/p + M« men cùc đại trục chính: 308 KN.m + Tốc độ quay mâm cặp: 80 200 V/p + Phạm vi ¨n dao cđa bµn: 1,4 1110 mm/p + Pham vi ăn dao ụ: 1,4 1170 mm/p + Phạm vi ăn dao mâm cặp : 9,8 700 mm/p + Phạm vi ăn dao trục : 2,2 1760 mm/p + Lực ăn dao cực đại trục : 1500 KN + Lực ăn dao cực đại ụ : 2000 KN + Lực ăn dao cực đại bàn máy : 2000 KN + Kích thớc lỗ doa lớn gia công: - B»ng trơc chÝnh : 320 mm - B»ng m©m cặp : 600 mm GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTK: Hoàng Văn Sỹ Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHKTCN Thái Nguyên + Kích thớc lớn tiện mặt đầu: 550 mm + Trọng lợng lớn cđa chi tiÕt gia c«ng : 200 Kg + Träng lợng bàn máy : 1500 Kg + Kích thớc máy : 750 x 3000 x 3000 mm + Động truyền động động KĐB roto lồng sóc cã hai cÊp tèc ®é P®m =10 Kw + Tèc ®é ®Þnh møc: N®m = 1460 , 2890 (v/p) + Động truyền động ăn dao động chiều kích từ độc lập I.5 Các yêu cầu trang bị điện cho truyền động ăn dao máy doa Trong máy doa ngang truyền động ăn dao truyền động phức tạp nhất, đòi hỏi hệ thống trang bị điện có mức độ tự động hoá cao truyền động dùng động chiêu kích từ độc lập, truyền động có yêu cầu tiêu chất lợng nh sau: I.5.1 Phạm vi điều chỉnh tốc độ Truyền động ăn dao máy doa ngang 2620B có yêu cầu phạm vi tốc độ rộng, dải điều chỉnh đợc đặc trng hệ số: D n max 2000 n I.5.2 Độ trơn điều chỉnh Vì máy làm việc nhiều chế độ gia công khác nh doa lỗ có đờng kính lớn cần tốc độ nhỏ, phay cần tốc độ lớn Để đảm bảo chất lợng gia công bề mặt có độ bóng từ 6- tốc độ phải đợc điều chỉnh vô cấp n i 1 ni I.6 Độ ổn định tốc độ làm việc Để đảm bảo trì ổn định tốc độ đạt mức xác cao tèc ®é trun ®éng chÝnh thay ®ỉi Khi phụ tải biến đổi từ Mmax yêu cầu độ sụt tốc độ là: n n i n dmi (3 5)% n 0i I.7 Sù phù hợp đặc tính điều chỉnh đặc tính GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTK: Hoàng Văn Sỹ Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHKTCN Thái Nguyên Truyền độmg ăn dao máy bao gồm chuyển động tịnh tiến, mô men cản MC lực kéo ăn dao qui định phải đảm bảo phụ tải có mô men M lớn Nếu yêu cầu mô men M = const M max đợc xác định lực ăn dao, bao gồm: lực kéo Fx , tổn hao ma sát gờ trợt máy Trong hầu hết phạm vi điều chỉnh vùng tốc độ thấp lực ăn dao bị hạn chế chiều sâu cắt Fx không đạt tới trị số cực đại mà phụ tải vào tốc độ ăn dao Mà vùng tốc độ cao, lực ăn dao phụ thuộc vào công suất truyền động cấp ăn dao cực đại sử dụng với cấp tốc độ xác cực đại, dẫn tới tải gây nguy hiểm cho truyền động Mặt khác, với cấp tốc độ thờng dùng để gia công tinh lên lực ăn dao không cần lớn, có kể đến biến đổi lực ma sát gờ trợt ảnh hởng tới tốc độ lực kéo bàn Qn đợc biểu diễn nh hình vẽ sau : Mc,Pc F,Q mc q®m f®m pc ë vïng tèc ®é gia c«ng ta cã: M=const , P tØ lƯ víi U ë vïng ch¹y dao nhanh: M P/n ; P=const n0 n1 n2 n v I.8.Yêu cầu tự động hạn chế phụ tải Trong trình làm việc thờng hình xảy 1-1 tải tĩnh tải động - Quá tải tĩnh: vật liệu không đồng nhất, dao cắt vào vùng chai cứng nhiệt độ tăng làm cho công suất cắt tăng dẫn tới tải -Quá tải động:đó trình khởi động ,hÃm , đảo chiều Để rút ngán thời gian tải động cần phải rút ngắn trình Các biện pháp han chế phụ tải: + Hạn chế phụ tải truyền động thông qua truyền động ăn dao + Hạn chế phụ tải tĩnh động phơng pháp sử dụng khâu phản hồi âm dòng có ngắt I.9 Yêu cầu hÃm dừng xác GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTK: Hoàng Văn Sỹ Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHKTCN Thái Nguyên Việc dừng máy xác yêu cầu qua trọng Bởi dừng xác đảm bảo chất lợng sản phẩm, tăng suất máy, an toàn cho thiết bị ngời vận hành Các biện pháp nâng cao chất lợng trình h·m ( gi¶m thêi gian h·m ) - Sư dơng thiết bị khống chế - Tăng gia tốc hệ thống - Sử dụng vật liệu nhẹ để giảm thành phần mô men quán tính - Tăng lực cản khí - HÃm điện , sử dụng ba phơng pháp: + HÃm ngợc +HÃm động + HÃm tái sinh - Giảm tốc độ cách giảm điện áp đặt vào phần ứng động I.10 Yêu cầu đảo chiều Đặc điểm công nghệ máy doa 2620B có đảo chiều, để đảm bảo suất cho máy việc yêu cầu đảo chiều quan trọng I.11 Yêu cầu vỊ kinh tÕ + HƯ thèng thiÕt kÕ ph¶i đảm bảo có kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, thuận thiện cho vận hành sửa chữa + Vốn đầu t mua sắm thiết bị , chi phí vận hành phải hợp lý + Giá thành hệ thống h, phải thoả mÃn yêu cầu kỹ thuật Trang bị điện cho máy cắt gọt kim loại có máy doa mặt kinh tế ngành hẹp Nên ta thiết kế để sản xuất đơn mặt kinh tế yêu cầu quan trọng nhng ta sản xuất hàng loạt việc chọn phơng án truyền động việc chọn, thiết kế mạch động lực mạch điều khiển quan trọng Do để đảm bảo yêu cầu ta tiến hành làm bớc GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTK: Hoàng Văn Sỹ Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHKTCN Thái Nguyên Phần thứ hai phân tích mạch điện máy doa chơng i phân tích mạch động lực I.1 Phân tích phơng pháp đảo chiều cho động cơ: Mỗi loại động có phơng pháp thực đảo chiều khác Nhng máy doa mà ta xét lại đảo chiều cách dùng hai biến đổi mắc song song ngợc GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp 10 SVTK: Hoàng Văn Sỹ