Máy tiện đứng 1540 doc

d/ Thời gian máy của máy tiện  , s 7 Để tăng năng suất phải tăng tóc độ cắt và lượng ăn dao 1.3/ Tính chọn công suất cho động cơ truyền động chính Giả thiết trên máy tiện thực hiện g

A/ Mục lục

Chương 1: Tổng quan về nhóm máy tiện 2

1.1/ Đặc điểm công nghệ 3

1.2/ Đặc tính phụ tải 4

1.3/ Tính chọn công suất cho động cơ truyền động chính 6

1.4/ Yêu cầu truyền động và trang bị điện của máy tiện 7

Chương 2: Phân tích sơ đồ truyền động điển hình cho máy tiện đứng 1540 9

2.1/ Phân tích sơ đồ 9

2.2/ Các thiết bị khác 10

2.3/ Thuyết minh sơ đồ máy tiện đứng 1540 11

1/ Quá trình khởi động quay thuận 11

2/ Quá trình khởi động quay nghịch 16

3/ Chế độ thử máy 19

4/ Quá trình hãm dừng 19

5/ Điều chỉnh tốc độ 21

6/ Chế độ tiện cắt 21

Chương 3: Phân tích ứng dụng của máy tiện đứng trong công nghiệp 23

3.1/ Ứng dụng của máy tiện đứng 1540 23

3.2/ Các máy tiện khác 23

B/ Máy tiện đứng 1540

Chương 1: Tổng quan về nhóm máy tiện

1.1/ Đặc điểm công nghệ

Hình 1_ Dạng bên ngoài máy tiện

Máy tiện gồm 4 phần:

1_ Thân máy

2_ Ụ trước: có trục chính quay chi tiết

3_ Bàn dao: thực hiện di chuyển dao cắt dọc và ngang so với chi tiết 4_ Ụ sau: có thể đặt mũi chống tâm, gá mũi khoan hoặc mũi doa

Hình 2_ Dạng gia công trên máy tiện

Chuyển động chủ yếu của máy tiện:

+ Chuyển động cơ bản:

- Chuyển động chính của máy tiện là chuyển động quay của chi tiết

- Chuyển động ăn dao của máy tiện là chuyển động tịnh tiến của dao + Chuyển động phụ: xiết nới xà, trụ, di chuyển nhanh của dao, bơm nước, hút phoi…

T t s

 , [m/ph] (1)

Trong đó: Vz_ là tốc độ cắt

Cv, m, x , v y _ là các hệ số và số mũ phụ thuộc vật liệu chi tiết, phôi v

T_ là độ bền dao, ph

t_ là chiều sâu cắt, mm

s_ là lượng ăn dao, mm/ph

+ Tại điểm tiếp xúc giữa chi tiết và dao có 1 lực :

Fx_ là lực dọc trục mà cơ cấu ăn dao phải khắc phục

Fy_ là lực hướng kính tạo áp lực lên bàn dao

b/ Phụ tải của cơ cấu truyền động chính máy tiện đứng

Hình 4_ Đồ thị phụ tải của truyền động chính máy tiện đứng

Trên biểu đồ hình 4 :

P _ là công suất khắc phục lực cắt.1

P _ là công suất khắc phục lực ma sát ở gờ trượt.2

P , 3 P _ là công suất khắc phục ma sát trong hộp tốc độ tương ứng do lực ma sát và sự quay4

c/ Phụ tải của cơ cấu truyền động ăn dao

Lực ăn dao của truyền động ăn dao : F ad kF xF msF d , N (4)

Công duất ăn dao của máy tiện: P ad F V ad ad.10 3

 , kW (5) Tốc độ ăn dao: V ad s ' ct.10 3

 , m/s (6) Trong đó : k_ là hệ số dự trữ

F _ là lực cắt theo huongs di chuyển của bàn dao x

F _ là lực ma sát giữa bàn dao và gờ trượt ms



 , mm/rad , s_ là lượng ăn dao

d/ Thời gian máy của máy tiện



 , s (7)

Để tăng năng suất phải tăng tóc độ cắt và lượng ăn dao

1.3/ Tính chọn công suất cho động cơ truyền động chính

Giả thiết trên máy tiện thực hiện gia công chi tiết như ở hình 6 Các nguyên công khi gia công gồm 4 giai đoạn: 1 và 3_ là tiện cắt hoặc tiện ngang; 2 và 4_ là tiện trụ Phụ tải của động cơ trong từng nguyên công phụ thược vào các thông số chế độ cắt, vật liệu chi tiết dao…

Hình 6_ Chi tiết được gia công trên máy tiện

* Quá trình tính toán gồm 4 bước:

+ Bước 1: Tính trị số , , V P t z z M

Áp dụng các công thức (1),(2),(3),(7) xác định tốc độ cắt, lực cắt, công suất cắt, thời gian máy ứng với từng nguyên công

+ Bước 2: Chọn nguyên công nặng nề nhất và giả thuyết nguyên công ấy máy làm việc ở chế độ

định mức Từ đó xác định hiệu xuất của của máy ứng với từng phụ tải của từng nguyên công Theo công thức:

11

Từ đó ta tính được công suất trên trục động cơ ứng với từng nguyên công: Di zi

i

P P



Giả sử trong thời gian gá lắp, tháo gỡ chi tiết, chuyển đổi từ nguyên công này sang nguyên công khác, động cơ quay không tải( mà không cắt điện động cơ ) thì công suất trên trục động cơ lúc này là công suất không tải của máy, túc là lượng mất mát không đổi: P0 a P cdm

Ứng với công suất này là các thời gian phụ của máy, chúng được xác định theo tiêu chuẩn vận hành của máy t0

+ Bước 3: Chọn công suất cho động cơ

Ta có thể chọn theo công suất trung bình hoặc công suất đẳng trị

+ Bước 4: Kiểm nghiệm điều kiện phát nóng và quá tải của động cơ chính máy tiện.

1.4/ Yêu cầu truyền động và trang bị điện của máy tiện

a Truyền động chính

Truyền động chính cần phải được đảo chiều quay để đảm bảo quay chi tiết cả hai chiều, ví dụ khi ren trái hoặc ren phải Phạm vi điều chỉnh tốc độ trục chính D< (40÷125)/1 với độ trơn điều chỉnh φ = 1,06 và 1,26 và công suất là hằng số (Pc = const)

Ở chế độ xác lập, hệ thống truyền động điện cần đảm bảo độ cứng đặc tính cơ trong phạm vi điều chỉnh tốc độ với sai số tĩnh nhỏ hơn 10% Quá trình khởi động , hãm yêu cầu phải trơn, tránh va đập trong bộ truyền lực Đối với máy tiện cỡ nặng và máy tiện đứng dùng gia công chi tiết có đường kính lớn, để đảm bảo tốc độ cắt tối ưu và không đổi(v = const) khi đường kính chi tiết thay đổi, thì phạm vi điều chỉnh tốc độ được xác định bởi phạm vi thay đổi tốc độ dài và phạm vi thay đổi đường kính

max max min max max

min min max min min

b Truyền động ăn dao

Truyền động ăn dao cần phải đảo chiều quay để đảm bảo ăn dao hai chiều.Đảo chiều bàn dao

có thể thực hiện bằng đảo chiều động cơ điện hoặc dùng khớp ly hợp điện từ Phạm vi điều chỉnh tốc độ của truyền động điện hoặc dùng khớp ly hợp điện từ Phạm vi điều chỉnh tốc độ củatruyền động ăn dao thường là D = (50÷ 300)/1 với độ trơn điều chỉnh φ = 1,06 và 1,26 và momenkhông đổi (M = const)

Ở chếđộ làm việc xác lập, độ sai lệch tĩnh yêu cầu nhỏ hơn 5% khi phụ tải thay đổi từ không đến định mức Động cơ cần khởi động và hãm êm Tốc độ di chuyển bàn dao của máy tiện cỡ nặng và máy tiện đứng cần liên hệ với tốc độ quay chi tiết để đảm bảo nguyên lượng ăn dao

Ở máy tiện cỡ nhỏ thường truyền động ăn dao được thực hiện từ động cơ truyền động chính, còn ở những máy tiện nặng thì truyền động ăn dao được thực hiện từ một động cơ riêng là động

cơ một chiều cấp điện từ khuếch đại máy điện hoặc bộ chỉnh lưu có điều khiển

c Truyền động phụ

Truyền động phụ của máy tiện không yêu cầu điều chỉnh tốc độ và không yêu cầu gì đặc biệt nên thường sử dụng động cơ không đồng bộ roto lồng sóc kết hợp với hộp tốc độ

Chương 2: Phân tích sơ đồ truyền động điển hình cho máy tiện đứng 1540

3_ Một bộ biển đổi BBĐ1: là bộ chỉnh lưu cầu ba pha không đảo chiều

4_ Cuộn hút của relay RH

5_ Cuộn hút của relay RC

6_ Một động cơ truyền động chính Đ:

b/ Đặc điểm truyền động

- Hệ truyền động Tiristor- động cơ (T-Đ)

- Động cơ Đ là động cơ điện 1 chiều có công suất 70kW, điện áp phần ứng 440V

- Điều chỉnh tốc độ bằng 2 cách:

+ Thay đổi điện áp phần ứng Uưthì dải điều chỉnh Du= 6.7/1

+ Thay đổi từ thông  thì dải điều chỉnh D= 3/1

- Thực hiện đảo chiều quay bằng cách đổi chiều dòng điện kích từ

- Ổn định tốc độ động cơ với phản hồi âm tốc độ bằng máy phát tốc FT

c

U U  

2.1.2/ Mạch điều khiển

AT1: Cấp nguồn cho mạch điều khiển

BA1: Máy biến áp hạ áp

CL1: Mạch chỉnh lưu

Các contactor: K1, K2,

Các relay: R1,R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, RA, RBT, RTH Trong đó RTH là relay off delay

2.2/ Các thiết bị khác

a/ Các điều kiện liên động

1_ Contactor K1 có điện: Truyền động ăn dao và truyền động phụ đã được cấp điện

2_ Relay RAK có điện: relay kiểm tra dầu

Relay RAL có điện: áp kế điện tiếp xúc

Relay RBT có điện: điều kiện dầu bôi trơn

3_ Tiếp điểm BK1, BK2 kín: bánh răng trong hộp tốc độ đã ăn khớp

4_ Tiếp điểm BK3 kín: xà ngang đã được kẹp chặt

5_ Tiếp điểm BK4 kín: truyền động nâng hạ xà không làm việc

6_ Relay R11, R12: khớp ly hợp đã được cung cấp nguồn một chiều

b/ Bảo vệ dòng điện cực đại và ngắn mạch

- Relay RC: relay bảo vệ dòng điện max, cuộn hút của relay RC được mắc nối tiếp với phần ứng của động cơ

- Các aptomat AT, AT1, AT2

c/ Bảo về khi hãm

Relay RH mắc song song với phần ứng động cơ

d/ Bảo vệ thiếu từ thông

Relay RTT: relay bảo vệ thiếu từ thông

Cuộn hút của relay RTT được mắc nối tiếp với cuộn kích từ CKĐ động cơ (Relay dòng điện): + Khi I RTT Ickđmin thì cuộn hút RTT tác động

+ Khi I RTT Ickđmin thì cuộn hút RTT không tác động

e/ Các tín hiệu về sự làm việc của hệ thống

- Cấp nguồn cho hệ thống  Đèn 1 sáng

- Có đủ dầu trong hộp tốc độ  Đèn 2 sáng

- Bánh răng trong hộp tốc độ ăn khớp  Đèn 3 sáng

- Thiếu dầu khi đang làm việc  còi C kêu

2.3/ Thuyết minh sơ đồ máy tiện đứng 1540

- Để đưa hệ thống vào làm việc, phải đóng các aptomat

+ Aptomat AT để cung cấp nguồn ba pha cho toàn bộ mạch

+ Aptomat AT1 để cung cấp nguồn cho mạch điều khiển

+ Aptomat AT2 để cung cấp cho mạch kích từ động cơ phát tốc PT

- Ấn nút M1 ở dòng (1) cung cấp điện cho cuộn hút K1 tiếp điểm K1 ở mạch lực và ở dòng (12) đóng cung cấp nguồn cho truyền động ăn dao và nguồn cho phần mạch truyền động chính

- Ấn nút M2 ở dòng (3) cung cấp điện cho cuộn hút K2  tiếp điểm K2 ở mạch lực đóng lại cung cấp nguồn cho BBĐ1 và BBĐ2

1/ Quá trình khởi động quay thuận

ở dòng (5) ta có: R1 R R11 5

=> để cuộn hút R có điện thì tiếp điểm 1 R = 1 và 11 R = 15

+ Do lúc đầu chưa có điện áp đặt vào đầu 35, 33 nên tiếp điểm RTr1 vẫn mở => cuộn hút R 11

chưa được cấp điện => R = 111

+ Xét dòng (13), (14), (15) ta có : R5 BK BK BK BK D RBT MT R R R R1 2 3 4 (3  8 7 )5 6

Trong đó : BK , 1 BK , 2 BK , 3 BK , RBT: là các tín hiệu liên động4

D : là tín hiệu dừng 3 R : là tín hiệu khóa chéo 6

- Cuộn hút relay RC được cấp điện ngay khi phần ứng động cơ Đ được cấp nguồn

=> để có dòng điện ở cuộn kích từ I CKF theo chiều R thì phải ấn nút MT 1

* Khi ấn MT cuộn hút của các relay R , 5 R , 1 R có điện.8

a.2/ Có điện áp đặt vào phần ứng động cơ Uư

- Khi ấn nút M2 ở dòng (3) cung cấp điện cho cuộn hút K2  tiếp điểm K2 ở mạch lực đóng lại cung cấp nguồn cho BBĐ1

- Ta có cuộn hút R có điện, tiếp điểm 8 R (1-3), 8 R (15-13) = 1 => Rω(5-9) được đặt điện 8

áp Ucđ

- Đồng thời cuộn hút R , 12 R có điện3

Theo dòng (9), (10): R3(R5R R3 )4 ; trong đóR =1, 5 R R là tín hiệu tự giữ3 4

Theo dòng (17), (18): R12 (R1R RTT2) ; trong đó R = 1, 1 I CKF đạt giá trị chỉnh định RTT tác

động => tiếp điểm RTT = 1 => các tiếp điểm R (19-21) = 1, +12 R (41- 45) = 1, +3 R (45- 49) = 1 3

sẽ nối Ucđ và U theo đường 15, 13, 17, 19, 21, 23, 35, 41, 45, 49, 47, 7, 5, 3, 1 Với giá trị Ucđ FT

- UFT này đặt vào bộ khuếch đại một chiều KĐ làm cho Uđk ≠ 0 => UBBĐ1≠ 0 => phần ứng động cơ được cấp điện

b/ Thuyết minh

Khi ấn MT cuộn hút của các relay R , 5 R , 1 R , 3 R và 8 R có điện.12

+ Ở mạch kích từ: tiếp điểm K2 ở mạch lực đóng lại cung cấp nguồn cho BBĐ2 Khi ấn MT tiếp điểm R ở BBĐ2 đóng lại cấp nguồn cho CKĐ Khi Uưđ < 420V thì điện áp do khâu đo 1

lường ĐH đặt lên điện trở r2 chưa đủ để ĐO2 thông; hệ thống phát xung mở các Tiristor mở với góc mở α nhỏ nhất để điện áp ra của BBĐ2 là lớn nhất tương ứng với dòng kích từ của động cơ

là lớn nhất Khi I CKF đạt giá trị chỉnh định RTT tác động => tiếp điểm RTT = 1 Kéo theo cuộn

hút relay R ở dòng (17) có điện.12

+ Ở mạch động lực:

- Khi đóng AT2 thì bộ CL2 được cấp nguồn => cấp dòng kích từ I CKFT cho động cơ FT

- Tiếp điểm K2 ở mạch lực đóng lại cung cấp nguồn cho BBĐ1 và mạch CL3

- Khi ấn MT cuộn hút của các relay R , 5 R , 1 R , 3 R và 8 R có điện Các tiếp điểm của các12

relay R , 5 R , 1 R , 3 R và 8 R sẽ nối Ucđ ( lấy trên Rω ) và 12 U theo đường 15, 13, 17, FT

19, 21, 23, 35, 41, 45, 49, 47, 7, 5, 3, 1 Giá trị Ucđ - UFT này đặt vào bộ khuếch đại một chiều KĐ làm cho Uđk ≠ 0 => UBBĐ1≠ 0 => phần ứng động cơ được cấp điện

* Lưu ý: là điện thế tại điểm 45 dương hơn so với điểm 49 và điểm 17 dương hơn so với điểm

35 Do đó điôt ĐO3 (33-35) thông → RTr1 = 0

2/ Quá trình khởi động quay nghịch

ở dòng (5), (6), (8), ta có: R2 R R11 6

=> để cuộn hút R có điện thì tiếp điểm 2 R = 1 và 11 R = 16

+ Do lúc đầu chưa có điện áp đặt vào đầu 35, 33 nên tiếp điểm RTr1 vẫn mở => cuộn hút R 11

chưa được cấp điện => R = 111

+ Xét dòng (13), (14), (15), (16) ta có : R6 BK BK BK BK D RBT MN R R R R1 2 3 4 (3  8 7 )6 5 Trong đó : BK , 1 BK , 2 BK , 3 BK , RBT: là các tín hiệu liên động4

D : là tín hiệu dừng 3 R : là tín hiệu khóa chéo 5

- Cuộn hút relay RC được cấp điện ngay khi phần ứng động cơ Đ được cấp nguồn

=> để có dòng điện ở cuộn kích từ I CKF theo chiều qua tiếp điểm R thì phải ấn nút MN 2

* Khi ấn MN cuộn hút của các relay R , 6 R , 2 R có điện.8

a.2/ Có điện áp đặt vào phần ứng động cơ Uư

- Khi ấn nút M2 ở dòng (3) cung cấp điện cho cuộn hút K2  tiếp điểm K2 ở mạch lực đóng lại cung cấp nguồn cho BBĐ1

- Ta có cuộn hút R có điện, tiếp điểm 8 R (1-3), 8 R (15-13) = 1 => Rω(5-9) được đặt điện 8

áp Ucđ

- Đồng thời cuộn hút R , 12 R có điện 4

Theo dòng (11), (12): R4 (R6R R4 )3 ; trong đóR =1, 6 R R là tín hiệu tự giữ4 3

Theo dòng (17), (18): R12 (R1R RTT2) ; trong đó R = 1, 1 I CKF đạt giá trị chỉnh định RTT tác

động => tiếp điểm RTT = 1 => các tiếp điểm R (19-21) = 1, + 12 R (41- 49) = 1, + 4 R (49- 45) =4

1 sẽ nối Ucđ và U theo đường 15, 13, 17, 19, 21, 23, 35, 41, 49, 45, 47, 7, 5, 3, 1 Với giá trị FT

Ucđ - UFT này đặt vào bộ khuếch đại một chiều KĐ làm cho Uđk ≠ 0 => UBBĐ1≠ 0 => phần ứng động cơ được cấp điện

b/ Thuyết minh

Khi ấn MN cuộn hút của các relay R , 6 R , 2 R , 4 R và 8 R có điện.12

+ Ở mạch kích từ: tiếp điểm K2 ở mạch lực đóng lại cung cấp nguồn cho BBĐ2 Khi ấn MN tiếp điểm R ở BBĐ2 đóng lại cấp nguồn cho CKĐ Khi Uưđ < 420V thì điện áp do khâu đo 2

lường ĐH đặt lên điện trở r2 chưa đủ để ĐO2 thông; hệ thống phát xung mở các Tiristor mở với góc mở α nhỏ nhất để điện áp ra của BBĐ2 là lớn nhất tương ứng với dòng kích từ của động cơ

là lớn nhất Khi I CKF đạt giá trị chỉnh định RTT tác động => tiếp điểm RTT = 1 Kéo theo cuộn

hút relay R ở dòng (17) có điện.12

+ Ở mạch động lực:

- Khi đóng AT2 thì bộ CL2 được cấp nguồn => cấp dòng kích từ I CKFT cho động cơ FT

- Tiếp điểm K2 ở mạch lực đóng lại cung cấp nguồn cho BBĐ1 và mạch CL3

- Khi ấn MT cuộn hút của các relay R , 6 R , 2 R ,4 R và 8 R có điện Các tiếp điểm của các12

relay R , 6 R , 2 R , 4 R và 8 R sẽ nối Ucđ ( lấy trên Rω ) và 12 U theo đường 15, 13, 17, FT

19, 21, 23, 35, 41, 49, 45, 47, 7, 5, 3, 1 Giá trị Ucđ -U này đặt vào bộ khuếch đại FT

một chiều KĐ làm cho Uđk ≠ 0 => UBBĐ1≠ 0 => phần ứng động cơ được cấp điện.Lưu ý: là điện thế tại điểm 49 dương hơn so với điểm 45 và điểm 17 dương hơn so với điểm 35

Do đó điôt ĐO3 (33-35) thông → RTr1 = 0

3/ Chế độ thử máy

Ở chế độ thử máy thì bộ khống chế KC về vị trí HC  cuộn hút R được cấp nguồn 7  tín hiệu

tự giữ của các relay R hay 5 R không còn 6

Để hãm động cơ thì Ucđ = 0 tiếp điểm R (15-13) và 8 R (1-3) phải về 0 8  cuộn hút R ở 8

dòng (18) phải mất điện  tiếp điểm R ở dòng (18) phải về 0 5  cuộn hút R ở dòng (13), 5

R (18) = 0 → R (18) = 0 → 8 R (1-3) = 0, 8 R (15-13) = 0, → Ucđ đặt lên trên Rω(5-9) bằng 0 8

→ Uđk ≈ U nghĩa là tỉ lệ với tốc độ của động cơ Đồng thời làm cuộn hút FT K mất điện → 1

ngắt nguồn cho truyền động ăn dao

- Lúc này, điện thế tại điểm 35 lớn hơn điện thế tại điểm 17 (do Ucđ =0) nên điot ĐO3 khoá, cuộn hútRTr (33-35) được cấp điện→ tiếp diểm1 RTr (15) = 1→ cuộn hút1 R (15) được cấp 11

điện→ các tiếp điểmR (17- 23) = 1 và 11 R (19-35) = 1, 11 R (17-19) = 0, 11 R (23-35) = 0, 11

=>cực tính dương của FT được đặt vào điểm 35,19,21; cực tính âm của FT được đặt vào điểm 47,7,9,11,13,17,23 phù hợp với cực tính đầu vào của bộ KĐ

- Đồng thời: R (5) = 0, 11 R (7) = 1 → 11 R (8) = 1 Trên bộ BBĐ2, nhóm chỉnh lưu phía trên dừng2

làm việc, nhóm chỉnh lưu phía dưới làm việc, từ thông động cơ đảo chiều Tốc độ động cơ giảm tốc để đảo chiều quay Trong giai đoạn giảm tốc này, điện áp Uđk do tỉ lệ với tốc độ nên cũng giảm theo làm cho điện áp ra của bộ BBĐ1 càng giảm nên tốc độ giảm càng nhanh

- Quá trình giảm tốc làm cho điện thế tại điểm 35 càng giảm; đến lúc điện thế tại điểm 35 gần bằng điện thế tại điểm 33 thì RTr (33-35) thôi tác động → 1 R (15) = 0, → 11 R (19-35) = 0, 11 R11

(17 -23) = 0, cắt điện áp đặt vào bộ KĐ(21- 23) → Uđk= 0 → UBBĐ1= 0 →động cơ dừng quay Nếu lúc này ấn MN thì động cơ sẽ quay ngược

* Khi ấn một trong các nút D ,1 D ,4 D ,5 D thì đều dẫn tới cuộn hút 6 K và 1 R mất điện và quá 5

trình hãm xảy ra như đã phân tích ở trên Khi ấn nút D thì ngắt điện các BBĐ1 và BBĐ2, động 2

cơ dừng tự do