Đồ án Trang Bị Điện - Trang bị điện - điện tử cho máy khoan cần

LỜI MỞ ĐẦU Trong thời đại công nghiệp hoá và hiện đại hoá của nước ta như hiện nay, nhiều máy móc hiện đại, nhiều nhà máy, xí nghiệp và các công trình kiến trúc được xây dựng mọc lên khắp nơi, với quy mô ngày càng lớn và mang tầm hiện đại. Cũng vì điện năng mang tầm quan trọng cao không thể thiếu, chính lẽ đó để đáp ứng tốt nhu cầu thị hiếu của người dân mà ngành điện nói chung và môn học trang bị điện nói riêng bắt đầu phát triển để bắt kịp tốc độ phát triển của xã hội. Môn trang bị điện được giảng dạy khắp các trường đại học, cao đẳng và trung cấp, song song với việc học lý thuyết trên lớp sinh viên còn phải thực hiện đồ án, để tự trang bị cho mình khối lượng kiến thức tốt đủ để sau khi tốt nghiệp ra trường có thể làm tốt các công việc đúng chuyên ngành của mình ở các công ty, xí nghiệp lớn nhỏ. Làm đề tài trang bị điện là một bước ngoặc của việc trang bị kiến thức sau này. Để thực hiện tốt đề tài trang bị điện này không phải là chuyện dễ nhưng cũng không quá khó, tìm hiểu về Trang bị điện, điện tử cho máy khoan cần là một đề tài thú vị. Nhưng vấn đề là phải biết được khả năng và năng lực của mình làm đề tài ra sao, tất cả những gì về đề tài tìm hiểu về Trang bị điện, điện tử cho máy khoan cần sẽ được thể hiện ngay trong bài báo cáo trang bị điện này. Báo cáo Trang bị điện này có được hoàn thiện như ngày hôm nay là nhờ sự giúp đỡ hướng dẫn tận tình của cô Hoàng Thị Hải Yến trong suốt thời gian thực hiện và sự góp ý quý báu của các bạn sinh viên cùng quý thầy cô trong trường…Tuy nhiên trong quá trình thực hiện do sự hiểu biết và kiến thức chuyên môn cũng như kinh nghiệm thực tế còn nhiều hạn chế nên ít nhiều không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự tham gia đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn sinh viên để bài báo cáo của em được hoàn thiện hơn nữa… Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô và đặc biệt là cô Hoàng Thị Hải Yến cùng các bạn sinh viên trong lớp đã giúp đỡ em hoàn thành bài báo cáo môn học trang bị điện này. Xin chân thành cám ơn! DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Hình ảnh máy khoan đứng 6 Hình 1.2: Hình ảnh máy khoan bàn. 7 Hình 1.3: Hình ảnh máy khoan cần 8 Hình 1.4: Hình ảnh máy khoan chuyên dụng 9 Hình 1.5: Máy khoan lỗ sâu nhiều trục GD-4S-1000 10 Hình 1.6: Máy khoan nhiều đầu Z5625.4C 11 Hình 1.7: Máy khoan phay BF-35 12 Hình 2.1: Máy khoan cần 16 Hình 2.2: Sơ đồ mạch động lực, mạch điều khiển 18 Hình 2.3: Hình ảnh về lõi động cơ KĐB ba pha rô to lồng sóc 19 Hình 2.4: Hình ảnh aptomat 20 Hình 2.5: Hình ảnh contactor 21 Hình 2.6: Hình ảnh Rơ le nhiệt 25 Hình 2.7: Hình ảnh của cầu chì bảo vệ 26 Hình 2.8: Hình ảnh cầu dao 27 Hình 2.9: Hình ảnh công tắc 28 Hình 2.10: Hình ảnh các loại nút ấn 29 Hình 2.11: Hình ảnh về vành góp VG 30   MỤC LỤC Chương I. TỔNG QUAN CHUNG VỀ MÁY KHOAN 4 1.1. Khái niệm và phân loại máy khoan 4 1.1.1 Khái niệm chung 4 1.1.2. Phân loại 4 1.1.3. Công dụng của máy khoan. 11 1.1.4. Vai trò của máy khoan: 11 1.1.5. Những lưu ý khi sử dụng máy khoan và các biện pháp đảm bảo an toàn cho người sử dụng. 12 1.2. Chuyển động làm việc của máy khoan: 14 Chương II. TRÌNH BÀY, PHÂN TÍCH CỤ THỂ VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRANG BỊ ĐIỆN CHO MÁY KHOAN CẦN 15 2.1. Sơ lược về cấu tạo máy khoan cần 15 2.1.1. Giới thiệu 15 2.1.2. Yêu cầu về trang bị điện 16 2.2. Sơ đồ mạch động lực mạch điều khiển của máy khoan cần 16 2.3. Các thiết bị trên mạch động lực và điều khiển 17 2.3.1. Động cơ không đồng bộ ba pha rô to lồng sóc. 17 2.3.1. Các khí cụ và thiết bị điều khiển tự động 19 2.3.1.1. Aptomat 19 2.3.1.2. Contactor (Công tắc tơ) 20 2.3.1.3 Rơ le 23 2.3.1.4. Cầu chì 24 2.3.2. Một số khí cụ điện điều khiển bằng tay 25 2.3.2.1. Cầu dao 25 2.3.2.2. Công tắc 26 2.3.2.3. Nút ấn 27 2.3.2.4. Vành góp VG 29 2.4. Nguyên lí hoạt động 29 2.5. Một số sự cố và cách khắc phục 31 2.5.1. Sự cố liên quan đến mũi khoan 32 2.5.2. Các vấn đề gây suy giảm hiệu suất hoạt động của động cơ 32 2.5.3. Máy khoan cần hoạt động không ổn định 32 2.5.4. Máy khoan cần phát ra các tiếng kêu lạ trong quá trình vận hành 33 2.5.5. Động cơ đột nhiên ngừng hoạt động trong quá trình sử dụng 33 2.5.6. Các sự cố liên quan đến chổi than của máy 33 2.5.7. Nước làm mát động cơ máy không chảy 33   Chương I. TỔNG QUAN CHUNG VỀ MÁY KHOAN 1.1. Khái niệm và phân loại máy khoan 1.1.1 Khái niệm chung Máy khoan là loại máy cắt kim loại chủ yếu được dùng để gia công lỗ. ngoài ra nó còn dùng để khoét lỗ, doa, cắt ren bằng taro hoặc gia công bề mặt có tiết diện nhỏ, thẳng góc hoặc cùng chiều trục với lỗ khoan. Chuyển động của máy là chuyển động chính V và chuyển động chạy dao S. cả 2 chuyển động này đều do dao thực hiện. 1.1.2. Phân loại Có 7 loại máy khoan cơ bản : a. Máy khoan đứng: là loại máy khoan có trụ đứng , máy khoa đứng cỡ nhỏ truyền động của trục chính đơn giản và chạy dao bằng tay, ở những máy có kích thước trung bình và lớn thì có hộp tốc độ , hộp chạy dao và thường có cơ cấu chạy dao tự động. loại máy khoan này thường dùng để gia công những chi tiết có kích thước trung bình không được lớn. - Được dùng để gia công các lỗ thông hoặc không thông, gia công ren hay taro…. Ngày nay, máy khoan đứng không ngừng được cải tiến để phù hợp với sự tiến bộ khoa học kỹ thuật. - Thông thường các loại máy khoan đứng có 2 chức năng là khoan và taro, nhưng hộp số có chức năng taro không kèm theo máy mà nhà sản xuất chỉ sản xuất nếu có yêu cầu của khách hàng. - Máy khoan đưng vạn năng ngoài việc gia công các bề mặt tròn xoay, công nghệ chính của nó là gia công các chi tiết dạng lỗ. Ngoài ra, nó còn được dùng để khoét, doa, cắt ren bằng taro hoặc gia công các bề mặt có tiết diện nhỏ, thẳng góc hay cùng chiều với trục mũi khoan. Hình 1.1: Hình ảnh máy khoan đứng b. Máy khoan bàn: là loại máy khoan cỡ nhỏ đặt ở trên bàn, để gia công những chi tiết nhỏ, đường kính không quá 16mm. truyền động chính dùng puly đai truyền có nhiều bậc và thường cho vận tốc cao. loại máy này dùng rộng rãi trong nghành cơ khí chính xác. - là định nghĩa dùng để chỉ dòng máy khoan công nghiệp có thiết kế dạng trụ đứng, với cấu trúc và đặc điểm như: Được trang bị động cơ vận hành bằng motor sử dụng điện gắn ngay trên đỉnh đầu của trụ đứng, thân trụ có kết cấu là vật liệu sắt, thép hoặc hợp kim nun nấu thành khối tròn được si mạ bóng, và một chân đế bằng sắt có dạng hình vuông hoặc hình chữ nhật giúp giữ máy có thể đứng thẳng trên bề mặt phẳng. - Nó được gọi là máy khoan bàn, là vì thiết kế của nó được trang bị một bàn nâng đỡ vật liệu nằm gần chân đế của máy. Tuy nhiên một số dòng máy khoan bàn có bàn làm việc chính là mặt trên của chân đế. - Bàn nâng đỡ của máy khoan bàn được gọi bằng thuật ngữ trong ngành là bàn làm việc, nó thường có thiết kế rất đa dạng tùy vào model, nhưng điển hình chỉ tồn tại 3 dạng chính là hình tròn, hình vuông hoặc hình chữ nhật, có kết cấu thường được chế tạo bằng sắt đúc hoặc hợp kim hỗn hợp... Hình 1.2: Hình ảnh máy khoan bàn. c. Máy khoan cần: là loại máy khoan để chi tiết đứng yên và trục chính của máy được di chuyển đến vị trí của chi tiết thích hợp để gia công. khả năng làm việc tốt có thể gia công được những chi tiết lớn. Có cấu tạo tương tự như máy khoan bàn, chỉ khác là máy khoan cần có thêm 1 trục nằm ngang để có thể mang động cơ và trục chính di chuyển linh động hơn thay vì chỉ có thể chuyển động tinh tiến lên xuống như ở máy khoan bàn - Với một số máy khoan cần được tích hợp thêm bộ diều khiển số, và khả năng gia công linh hoạt chính xác cao, có thể điều chỉnh tốc độ trục chính, tốc độ vận hành, chiều sau khoan và taro có thể lắp thêm bàn xoay để gia công sản phẩm liên tục giúp tăng năng suất Hình 1.3: Hình ảnh máy khoan cần d. Máy khoan chuyên dùng: (hay còn gọi là máy khoan cầm tay) là loại máy khoan dùng để khoan 2 lổ tâm ở 2 đầu phôi, nó được dùng trong sản xuất hàng loạt, số lượng lớn. Là một thiết bị với một đầu mũi khoan dùng để khoan lỗ trên bề mặt vật liệu khác nhau. Máy khoan cầm tay là một thiết bị với một đầu mũi khoan chuyên dụng dùng để khoan, đục, bắt, mở vít,... trên các bề mặt khác nhau và hoạt động dựa trên nguồn pin và điện cung cấp. Máy khoan hỗ trợ quá trình làm việc của thợ cơ khí, thợ mộc, xây dựng,... Tuy nhiên, ngày nay sản phẩm máy khoan tay càng phổ biến hơn khi dùng tại nhà, trong các công việc sửa chữa đơn giản. Hình 1.4: Hình ảnh máy khoan chuyên dụng e. Máy khoan lỗ sâu: (nòng súng) - Máy khoan lỗ sâu (Gundrill) được người Châu Âu chế ra hơn 200 năm trước chuyên trị khoan nòng súng. - Hiện nay Gundrill đựoc dùng trong rất nhiều ngành chứ không dùng riêng để khoan nòng súng nữa. Nhưng người ta vẫn dùng chữ Gundrill để chỉ loại máy chuyên trị khoan sâu này. - Gundrill để khoan lổ sâu, không riêng gì sản phẩm hình trụ , mà họ có thể khoan lổ sâu ở các dạng khối - Với ưu điểm của dạng khoan này là khoan lỗ lớn, dài - Khi khoan do phần phôi thải ra sẽ chạy vào trong ruột mũi khoan đi ra nên bề mặt sản phẩm khoan bóng láng, không bị sướt như khoan thường. - Đối với các lỗ khoan có đường kính từ 10 đến 30mm thì người ta cũng có thể khoan bằng kỹ thuật GUN DRILL Hình 1.5: Máy khoan lỗ sâu nhiều trục GD-4S-1000 f. Máy khoan niều đầu: là loại máy khoan cho phép khoan, taro hay vát mép nhiều mũi cùng một lúc, sử dụng loại máy này giúp thu ngắn thời gian gia công, nâng cao năng suất làm việc. - Khi cần gia công nhiều lỗ có kích thước nhỏ và vị trí gần nhau trên cùng một chi tiết, phương pháp truyền thống là gia công từng lỗ một, phương pháp này không những tốt nhiều thời gian và công sức mà còn làm gia tăng chi phí sản xuất. Để khắc phục khuyết điểm trên, các nhà sản xuất máy khoan đã cho ra đời nhiều loại đầu khoan có thể gắn cùng lúc nhiều mũi để kết hợp với một loại máy khoan thông thường tạo thành máy khoan nhiều đầu. - Như vậy một bộ máy khoan nhiều đầu sẽ bao gồm 1 máy khoan bàn thông thường được gắn thêm một loại đầu khoan có nhiều trục để có thể khoan đồng thời nhiều mũi cùng lúc. - Đầu khoan nhiều mũi có thể gắn cùng lúc nhiều mũi khoan hoặc mũi taro có 2 loại để bạn lựa chọn: - Đầu khoan nhiều mũi cố định: Các mũi khoan sẽ không thể thay đổi được vị trí mà sẽ được cố định lại chính xác theo tọa độ mà khách hàng yêu cầu, loại đầu này có ưu điểm là giá rẻ, bền và chính xác hơn đầu di chuyển, thường được lựa chọn cho việc gia công hàng loạt, gia công 1 kiểu chi tiết với số lượng nhiều mà không thay đổi thiết kế. - Đầu khoan nhiều mũi điều chỉnh được vị trí: Loại đầu khoan này cho phép bạn thay đổi được vị trí của từngmũi trong một giới hạn nhất định, giúp bạn có thể gia công được nhiều loại chi tiết với nhiều bản vẽ khác nhau. Loại đầu khoan này do phải điều chỉnh từng vị trí bằng tay nên không chính xác bằng đầu cố định, và giá thành cũng cao hơn. - Đầu khoan nhiều mũi điểu chỉnh được vị trí (adjustable type) Hình 1.6: Máy khoan nhiều đầu Z5625.4C g. Máy khoan phay: kết hợp: là dòng máy khoan đa chức năng, trên cùng một máy có thể vừa khoan, vừa taro hoặc vừa phay mặt, phay ngón. - Nếu xếp vào dòng máy phay thì đây có thể gọi là máy khoan phay mini giá rẻ còn nếu xếp vào dòng máy khoan thì đây là dòng máy khoan đắt tiền, thường ứng dụng trong các nhu cầu gia công lỗ đa dạng và kết hợp. Hình 1.7: Máy khoan phay BF-35 1.1.3. Công dụng của máy khoan. Máy khoan được sử dụng dùng để khoan lỗ, khoan rộng lỗ, khoét lỗ, doa lỗ, cắt ren trên các linh kiện làm từ kim loại và các loại vật liệu khác. Máy có độ chính xác cao, độ an toàn lớn, kết cấu vững bền cho phép sử dụng tất cả các dụng cụ gia công làm từ thép gió và hợp kim cứng. + Gia công lỗ thông hoặc không thông, lỗ trụ, lỗ côn… + Mở rộng lỗ khoan bằng dao khoét + Dùng máy khoan cần để doa lỗ trong trường hợp không có máy doa. + Gia công ren bằng bàn ren hoặc taro máy + Gia công các lỗ không tròn xoay. 1.1.4. Vai trò của máy khoan:  Trong các nhà máy và phân xưởng cơ khí máy khoan đóng vai trò rất quan trọng nhờ vào khả năng công nghệ rộng rãi của máy khoan. Vì thế trong sản xuất hàng loạt số lượng lớn thì máy khoan đứng 2H125 có thể thay thế hoàn toàn cho các loại máy khoan thông thường khác.  Nếu so sánh về khả năng công nghệ , độ chính xác gia công , năng suất làm việc cũng như phạm vi tốc độ khoan thì máy khoan đứng 2H125 có nhiều ưu thế hơn các loại máy khoan thông thường khác. 1.1.5. Những lưu ý khi sử dụng máy khoan và các biện pháp đảm bảo an toàn cho người sử dụng. *Lưu ý: - Khi khoan vật liệu dẻo sẽ xuất hiện phoi dây, phoi dây cùng với mũi khoan thường văng vào mặt hay làm xây xát tay công nhân. - Trường hợp kẹp chi tiết không chặt, chi tiết sẽ văng ra và gây thương tích cho người vận dụng. Tùy vào trọng lượng của chi tiết, mà thương tích có thể nhẹ hay nặng - Các bộ phận quay nhanh của máy khoan như trục chính, măng đa ranh, mũi khoan đều có thể cuốn tóc, quần áo hoặc cắt đứt công nhân. - Điện giật: do hở dây dẫn điện, chạm điện ra vỏ máy, từ các dây dẫn, cầu dao điện, ổ cắm điện.. - Bỏng: Kim loại nóng, vật liệu được làm nóng do ma sát. Máy có tốc độ cao, phoi ra nhiều và liên tục, phoi ra thành dây dài, quấn và văng ra xung quanh, phoi có nhiệt độ cao, phoi vụn có thể bắn vào người đứng ở phía đối diện người đang gia công. - Bụi công nghiệp: Gây các tổn thương cơ học, bụi độc hay nhiễm độc sinh ra các BNN, gây cháy nổ, hoặc ẩm điện gây ngắn mạch… - Nhiễm độc: Chất độc công nghiệp xâm nhập vào cơ thể con người qua quá trình thao tác, tiếp xúc… - Nguy hiểm nổ: Nổ hóa học và nổ vật lý. +) Những biện pháp: - Trước khi vận hành máy khoan, phải kiểm tra kỹ phần đuôi côn của mũi khoan nếu phần côn bị xước, mòn vẹt thì phải loại bỏ, thay mũi khoan mới. Lý do là vì khi lắp phần côn sẽ không kẹp chặt được, mũi khoan sẽ văng vào công nhân vận hành; phải Che chắn các bộ phận chuyển động - Trong quá trình thao tác máy khoan cầm tay mini, người vận hành phải mang trang thiết bị bảo hộ lao động gọn gàng và đầy đủ, tay áo phải cài khuy, đầu đội mũ bảo hộ, và tuyệt đối không mang găng tay trong quá trình vận hành máy khoan; cho máy chạy thử không tải. - Khi khoan phải cho mũi khoan ăn từ từ, muốn thay đổi tốc độ phải dừng hẳn máy. - Trước khi khoan phải kiểm tra độ vững chắc và lực kẹp của vật khoan, nếu không, trong quá trình khoan vật sẽ bị nới lỏng, xê dịch quay theo mũi khoan. Trường hợp nếu dùng tay giữ chi tiết lại, tay dễ có khả năng bị chấn thương vì cuốn vào chi tiết khoan hoặc mũi khoan, còn nếu có giữ chặt chi tiết gia công đi nữa thì mũi khoan có thể bị gãy và chi tiết gia công có thể văng ra gây tai nạn. - Trong quá trình khoan những chi tiết nhỏ phải dùng ê tô kẹp chặt hoặc phải sử dụng các đồ gá chuyên dùng. Cấm dùng tay để giữ chi tiết khoan. - Trong quá trình khoan vật liệu dẻo sẽ hình thành phoi dây, phoi dây chia thành hai dải quay xung quanh mũi khoan với tốc độ bằng tốc độ mũi khoan, phoi này có cạnh sắc dễ cuốn văng vào mặt hoặc tay người vận hành. - Khi máy đang chạy không được dùng miệng để thổi hoặc dùng tay gỡ phoi. Không dùng tay hãm trục chính. Cấm để sát mắt để kiểm tra, kiểm định bề mặt gia công. - Cấm sử dụng các mũi khoan cùn, có hiện tượng rạn nứt. Khi thay mũi khoan phải cho máy dừng hẳn - Khi muốn khoan lỗ to, nên khoan lỗ nhỏ trước sau đó khoan rộng thêm. - Khi khoan tấm mỏng phải lót ván gỗ bên dưới. - Khoan các chi tiết kim loại dẻo bằng mũi kim ruột gà. Công nhân phải mài thêm rãnh bẻ góc. - Nếu là công nhân nữ sử dụng máy khoan thì phải bện tóc chặt chẽ, đội mũ bao che lại. - Cấm để tay trong vùng bán kính quay của phoi dải. Phải có biện pháp bẻ vụn phoi. Trong quá trình khoan thỉnh thoảng ngừng tiến mũi khoan để bẻ phoi hoặc mài sẵn mũi khoan thành những rãnh bẻ phoi. - Còn về điện áp chiếu sáng cục bộ phải đảm bảo nhỏ hơn 36V. 1.2. Chuyển động làm việc của máy khoan: Chuyển động chính trong máy khoan là chuyển động quay mũi khoan. chuyển động ăn dao là dịch chuyển mũi khoan dọc theo trục quay của nó đi xuống chi tiết cần gia công. V- tốc độ quay của mũi khoan ( chuyển động chính) , vòng / phút. S- chuyển động ăn dao , mm / vòng. Chuyển động chính máy khoan thường dùng hệ truyền động với động cơ KĐB 3 pha roto lồng sóc. Phạm vi điều chỉnh tốc độ trục chính yêu cầu D = (50 ÷ 60) , thực hiện bằng hộp tốc độ. Chuyển động ăn dao cũng được thực hiện từ động cơ truyền động trục chính với hộp tốc độ ăn dao. Chuyển động chính : đi từ động cơ đến hộp tốc độ , rồi đến hộp trục chính làm dụng cụ cắt quay tròn ( n : đơn vị vòng / phút ) Chuyển động chạy dao : đi từ trục chính máy khoan đến hộp chạy dao rồi đến trục chính máy đưa trục chính chạy tịnh tiến lên xuống thực hiện chuyển động chạy dao.   Chương II. TRÌNH BÀY, PHÂN TÍCH CỤ THỂ VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRANG BỊ ĐIỆN, ĐIỆN TỬ CHO MÁY KHOAN CẦN 2.1. Sơ lược về cấu tạo máy khoan cần 2.1.1. Giới thiệu Máy khoan dùng để gia công tạo lỗ hình trụ trong chi tiết. Dao cắt là khoan. Sau khi khoan, tùy theo yêu cầu đòi hỏi về độ chính xác, có thể phải tiến hành khoét, doa, tiện, chuốt, mài… Độ chính xác của một lỗ khoan bao gồm độ chính xác của đƣờng kính lỗ, chiều sâu, độ 49 thẳng của đường âm, độ vuông góc hay xiên của đường tâm lỗ Ổ máy khoan, chuyển động cắt là chuyển động quay mũi khoan, chuyển động ăn dao là chuyển động tịnh tiến của mũi khoan theo trục quay. Máy khoan cần dùng để khoan những chi tiết lớn: Hình 2.1: Máy khoan cần Cấu tạo: 1. Bệ máy 2. Thân máy gá các chi tiết 3. Bàn gá chi tiết 4. Trục gá mũi khoan 5. Động cơ điện 6. Bộ phận tay quay 7. Thanh răng 8. Hộp tốc độ 9. Cần khoan 2.1.2. Yêu cầu về trang bị điện - Quay trục chính nhờ động cơ không đồng bộ ba pha rô to lồng sóc một tốc độ hay nhiều tốc độ. Dải điều chỉnh tốc độ tương đối lớn - Truyền động ăn dao thường lấy từ truyền động chính qua cơ cấu cơ khí - Máy khoan cần có thể ngoài động cơ truyền động chính có các động cơ phụ như dịch cần lên xuống, dịch ụ gá mũi khoan và đều dùng động cơ ba pha rô to lồng sóc Truyền động điện máy khoan cần đảm bảo các yêu cầu sau: - Ở máy có thể tiến hành cắt ren thì động cơ truyền động chính phải đảo chiều - Chuyển động tốc độ trục chính và tốc độ ăn dao phải dễ dàng với thời gian ngắn - Phải có các công tắc hành trình - Máy chỉ làm việc khi cần khoan đã ở vị trí cố định, gá chặt. 2.2. Sơ đồ mạch động lực mạch điều khiển của máy khoan cần

TỔNG QUAN CHUNG VỀ MÁY KHOAN

Khái niệm và phân loại máy khoan

Máy khoan là thiết bị gia công kim loại chính yếu, được sử dụng chủ yếu để tạo lỗ Chức năng của máy khoan còn mở rộng đến việc khoét lỗ, doa, tạo ren và gia công bề mặt có tiết diện nhỏ, thẳng góc hoặc song song trục lỗ.

Chuyển động của máy là chuyển động chính V và chuyển động chạy dao S cả 2 chuyển động này đều do dao thực hiện.

Có 7 loại máy khoan cơ bản : a Máy khoan đứng: là loại máy khoan có trụ đứng , máy khoa đứng cỡ nhỏ truyền động của trục chính đơn giản và chạy dao bằng tay, ở những máy có kích thước trung bình và lớn thì có hộp tốc độ , hộp chạy dao và thường có cơ cấu chạy dao tự động loại máy khoan này thường dùng để gia công những chi tiết có kích thước trung bình không được lớn.

Máy khoan đứng được ứng dụng rộng rãi trong gia công lỗ thông, lỗ không thông, ren và taro Công nghệ máy khoan đứng liên tục được cải tiến theo tiến bộ khoa học kỹ thuật.

Máy khoan đứng thường tích hợp hai chức năng khoan và taro, tuy nhiên, hộp số taro là tùy chọn, chỉ được nhà sản xuất cung cấp theo yêu cầu khách hàng.

Máy khoan đứng vạn năng chuyên gia công các chi tiết dạng lỗ, bề mặt tròn xoay và các bề mặt có tiết diện nhỏ Ngoài ra, máy còn thực hiện các thao tác khoét, doa, cắt ren và gia công các bề mặt thẳng góc hoặc cùng chiều trục mũi khoan.

Máy khoan bàn là máy khoan cỡ nhỏ, đặt trên bàn, dùng gia công chi tiết nhỏ đường kính dưới 16mm Truyền động bằng puly đai nhiều bậc, tốc độ cao, phổ biến trong cơ khí chính xác.

Máy khoan trụ đứng công nghiệp là dòng máy có thiết kế dạng trụ đứng, gồm động cơ điện đặt trên đỉnh, thân trụ bằng sắt, thép hoặc hợp kim, được si mạ bóng, và chân đế hình vuông/chữ nhật chắc chắn.

Máy khoan bàn có thiết kế đặc trưng với bàn nâng đỡ vật liệu gần chân đế, tuy nhiên một số dòng lại sử dụng mặt trên của chân đế làm bàn làm việc chính.

Bàn nâng đỡ máy khoan bàn, hay còn gọi là bàn làm việc, có ba kiểu chính: tròn, vuông và chữ nhật Chất liệu chế tạo thường là sắt đúc hoặc hợp kim.

Máy khoan cần, với cấu tạo tương tự máy khoan bàn nhưng có thêm cần di động, thích hợp gia công chi tiết lớn Trục chính máy di chuyển đến vị trí chi tiết, giữ chi tiết cố định trong quá trình khoan Đây là lựa chọn hiệu quả cho các chi tiết kích thước lớn.

Máy này sử dụng trục nằm ngang, cho phép động cơ và trục chính di chuyển linh hoạt hơn so với máy khoan bàn chỉ có chuyển động tiến lùi.

Máy khoan CNC tích hợp điều khiển số, cho phép gia công chính xác cao, điều chỉnh tốc độ trục chính, vận hành, chiều sâu khoan và taro Khả năng lắp bàn xoay giúp gia công liên tục, tăng năng suất.

Máy khoan chuyên dùng (hay máy khoan cầm tay) dùng để khoan hai lỗ tâm trên phôi, phù hợp sản xuất hàng loạt Thiết bị này có đầu mũi khoan tạo lỗ trên nhiều vật liệu khác nhau.

Máy khoan cầm tay, hoạt động bằng pin hoặc điện, là dụng cụ đa năng khoan, đục, bắt vít trên nhiều chất liệu Ban đầu chủ yếu dùng trong ngành cơ khí, xây dựng, hiện nay máy khoan cầm tay ngày càng phổ biến trong các công việc sửa chữa nhà cửa.

Hình 1.4: Hình ảnh máy khoan chuyên dụng e Máy khoan lỗ sâu: (nòng súng)

- Máy khoan lỗ sâu (Gundrill) được người Châu Âu chế ra hơn 200 năm trước chuyên trị khoan nòng súng.

Máy khoan Gundrill hiện nay ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, không chỉ giới hạn trong việc khoan nòng súng Thuật ngữ "Gundrill" vẫn được sử dụng để chỉ loại máy khoan sâu chuyên dụng này.

- Gundrill để khoan lổ sâu, không riêng gì sản phẩm hình trụ , mà họ có thể khoan lổ sâu ở các dạng khối

- Với ưu điểm của dạng khoan này là khoan lỗ lớn, dài

Chuyển động làm việc của máy khoan

Máy khoan hoạt động dựa trên hai chuyển động chính: chuyển động quay của mũi khoan và chuyển động ăn dao (dịch chuyển dọc trục xuống chi tiết gia công).

V- tốc độ quay của mũi khoan ( chuyển động chính) , vòng / phút.

S- chuyển động ăn dao , mm / vòng.

Chuyển động chính máy khoan thường dùng hệ truyền động với động cơ KĐB 3 pha roto lồng sóc.

Phạm vi điều chỉnh tốc độ trục chính yêu cầu D = (50 ÷ 60) , thực hiện bằng hộp tốc độ.

Chuyển động ăn dao cũng được thực hiện từ động cơ truyền động trục chính với hộp tốc độ ăn dao.

Chuyển động chính : đi từ động cơ đến hộp tốc độ , rồi đến hộp trục chính làm dụng cụ cắt quay tròn ( n : đơn vị vòng / phút )

Chuyển động chạy dao trên máy khoan được thực hiện qua ba giai đoạn: từ trục chính máy khoan đến hộp chạy dao, rồi đến trục chính máy, cuối cùng là chuyển động tịnh tiến lên xuống của trục chính để thực hiện việc chạy dao.

TRÌNH BÀY, PHÂN TÍCH CỤ THỂ VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG

Sơ lược về cấu tạo máy khoan cần

Máy khoan tạo lỗ trụ trên chi tiết máy Quá trình khoan có thể được hoàn thiện bằng khoét, doa, tiện, chuốt, mài để đạt độ chính xác cao hơn Độ chính xác lỗ khoan bao gồm đường kính, chiều sâu, độ thẳng trục và độ vuông góc Mũi khoan quay, và chuyển động tịnh tiến dọc trục tạo ra lỗ khoan.

Máy khoan cần dùng để khoan những chi tiết lớn:

2.Thân máy gá các chi tiết

2.1.2 Yêu cầu về trang bị điện

Quay trục chính sử dụng động cơ không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc, cho phép điều chỉnh tốc độ một hoặc nhiều cấp với dải điều chỉnh rộng.

- Truyền động ăn dao thường lấy từ truyền động chính qua cơ cấu cơ khí

Máy khoan cần sở hữu động cơ chính và các động cơ phụ, bao gồm động cơ dịch cần, động cơ dịch ụ gá mũi khoan, tất cả đều là động cơ ba pha rôto lồng sóc.

Truyền động điện máy khoan cần đảm bảo các yêu cầu sau:

- Ở máy có thể tiến hành cắt ren thì động cơ truyền động chính phải đảo chiều

- Chuyển động tốc độ trục chính và tốc độ ăn dao phải dễ dàng với thời gian ngắn

- Phải có các công tắc hành trình

- Máy chỉ làm việc khi cần khoan đã ở vị trí cố định, gá chặt.

Sơ đồ mạch động lực mạch điều khiển của máy khoan cần

Hình 2.2: Sơ đồ mạch động lực, mạch điều khiển

* Sơ đồ mạch điều khiển gồm có những thiết bị sau:

- 4 tiếp điểm thường đóng của các contacter

- 1 tay gạt cơ khí CK

Các thiết bị trên mạch động lực và điều khiển

2.3.1 Động cơ không đồng bộ ba pha rô to lồng sóc. Động cơ không đồng bộ hay còn gọi là động cơ dị bộ, được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp từ công suất nhỏ đến công suất trung bình Chiếm tỉ lệ lớn so với động cơ khác, nhờ những ưu điểm: Động cơ không đồng bộ có kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ gọn dễ chế tạo ,vận hành an toàn, tin cậy giảm chi phí vận hành sửa chữa.

Công nghệ này tận dụng lưới điện xoay chiều ba pha trực tiếp, loại bỏ chi phí biến đổi, đồng thời khai thác tối đa tiềm năng nhờ tiến bộ của công nghiệp bán dẫn công suất và điện tử.

Rôto sử dụng cấu trúc lồng sóc, với các thanh dẫn bằng đồng hoặc nhôm đặt trong rãnh lõi thép Hai đầu các thanh dẫn được nối với vòng ngắn mạch, tạo thành mạch kín.

Hình 2.3: Hình ảnh về lõi động cơ KĐB ba pha rô to lồng sóc

Dây quấn lồng sóc không cần cách điện với lõi thép rôto, tạo thành rãnh sâu hoặc lồng sóc kép (cho máy công suất lớn, cải thiện khả năng mở máy) Động cơ nhỏ thường có rãnh rôto chéo góc so với trục.

Máy có trang bị 5 động cơ không đồng bộ ba pha rô to lồng sóc

- Động cơ trục chính ĐC, công suất 4,5 kW, tốc độ 1440 vòng/ph

- Động cơ bơm nước làm mát ĐN

- Động cơ 1Đ di chuyển cần khoan và giữ cần khoan trên trụ

- Động cơ 2Đ kẹp chặt cần khoan vào trụ

- Động cơ 3Đ kẹp chặt đầu khoan trên cần

2.3.1 Các khí cụ và thiết bị điều khiển tự động

Aptomat là thiết bị điện tự động đóng/ngắt mạch điện, bảo vệ hệ thống khỏi quá tải, ngắn mạch và sụt áp; còn được gọi là cầu dao tự động.

Aptomat được phân loại theo nhiều tiêu chí: số cực (1 cực, 2 cực, 3 cực), công dụng (dòng điện cực đại, cực tiểu, điện áp thấp, dòng điện ngược), và thời gian tác động (tức thời, không tức thời).

Việc lựa chọn aptomat chủ yêu dựa vào:

- Dòng điện tính toán đi trong mạch

- Tính thao tác có chọn lọc

Aptomat được thiết kế để không ngắt mạch khi có dòng điện quá tải ngắn hạn như dòng khởi động động cơ hoặc dòng xung trong phụ tải công nghệ.

Lựa chọn aptomat cần tuân thủ nguyên tắc: dòng điện định mức của thiết bị bảo vệ (Iatm) phải lớn hơn hoặc bằng dòng điện tính toán của mạch điện (Itt): Iatm ≥ Itt.

Lựa chọn dòng điện định mức của aptomat (Iatm) phụ thuộc vào đặc tính phụ tải, thường từ 125% đến 150% hoặc cao hơn dòng điện định mức thiết bị (Itt) Việc lựa chọn cuối cùng dựa trên thông số kỹ thuật của nhà sản xuất.

Contactor (Công tắc tơ) hay khởi động từ là khí cụ điện hạ áp đóng cắt mạch điện động lực thường xuyên, đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điện, cho phép điều khiển thiết bị như động cơ, tụ bù, chiếu sáng bằng nút nhấn, chế độ tự động hoặc điều khiển từ xa.

Hình 2.5: Hình ảnh contactorContactor bao gồm 3 bộ phận chính:

1 Nam châm điện: gồm có các chi tiết: Cuộn dây dùng tạo ra lực hút nam châm; Lõi sắt; Lò xo tác dụng đẩy phần nắp trở về vị trí ban đầu.

2 Hệ thống dập hồ quang: Khi chuyển mạch, hồ quang điện sẽ xuất hiện làm các tiếp điểm bị cháy và mòn dần, vì vậy cần hệ thống dập hồ quang.

3 Hệ thống tiếp điểm: gồm có tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ

Contactor trong tủ điện hoạt động dựa trên nguyên lý mạch từ: khi cấp nguồn, mạch từ hút tiếp điểm chính đóng lại, cho phép dòng điện lớn đi qua.

• Tiếp điểm phụ: Có khả năng cho dòng điện đi qua các tiếp điểm nhỏ hơn 5A Tiếp điểm phụ có hai trạng thái: Thường đóng và thường mở.

Tiếp điểm thường đóng (NC) nối mạch khi contactor không hoạt động và ngắt mạch khi contactor được cấp điện Ngược lại, tiếp điểm thường mở (NO) đóng mạch khi contactor hoạt động.

Hệ thống tiếp điểm chính của Contactor được lắp đặt trong mạch điện động lực, trong khi các tiếp điểm phụ nằm trong mạch điều khiển.

Contactor là thiết bị điều khiển để đóng ngắt nguồn cấp cho thiết bị do đó được sử dụng rất phổ biến trong hệ thống điện.

Nguyên lí hoạt động

Máy khoan cần yêu cầu công tắc hành trình giới hạn chuyển động lên xuống của cần Động cơ trục chính cần khả năng đảo chiều quay, điều khiển thông qua 1K và 2K.

Phải kẹp chặt đầu mũi khoan vào trục thì chúng ta mới tiến hành gia công.

Trước khi hoạt động mạch cần phải cấp nguồn, đóng công tác 1CT để cấp nguồn cho mạch.

Bấm nút 1N, cuộn dây contactor 5K được cấp điện, đóng 5K trên mạch động lực, khởi động động cơ 2Đ và 3Đ Cần khoan được kẹp chặt vào trục, mũi khoan được kẹp chắc vào cần khoan.

Nhấn nút 2N cấp điện cho cuộn dây contactor 6K, đóng 6K trên mạch động lực, đảo chiều động cơ 2Đ và 3Đ, giúp nới lỏng cần khoan khỏi trục và mũi khoan khỏi cần.

Điện 5K làm đóng tiếp điểm thường hở 5K trên mạch điều khiển, cấp điện cho cuộn dây rơle biến áp, đóng tiếp điểm thường hở của rơle này, sẵn sàng cho quá trình hoạt động.

- Để điều khiển cần khoan di chuyên lên hay di chuyển xuống thì mình điều khiển qua tay gạt 2TG:

Chuyển cần gạt sang vị trí L (lên) đóng tiếp điểm 3K, cấp điện cho động cơ 1Đ quay thuận, nới lỏng cần khoan Đóng tiếp điểm LX2 nhưng 4K không có điện do tiếp điểm thường đóng 3K mở Khi đạt vị trí mong muốn, chuyển cần gạt 2TG về vị trí giữ, mở tiếp điểm 3K, cấp điện cho 4K, động cơ 1Đ đảo chiều siết chặt cần khoan, mở tiếp điểm LX2 và dừng động cơ.

Chuyển tay gạt sang vị trí X (xuống) đóng tiếp điểm dưới, cấp điện cho cuộn dây 4K, khởi động động cơ 1Đ quay thuận, nới lỏng cần khoan Đóng tiếp điểm LX1 nhưng 3K không có điện do tiếp điểm thường đóng của 4K mở Khi cần khoan đạt vị trí mong muốn, chuyển tay gạt 2TG về vị trí giữ, mở tiếp điểm trên, ngắt điện 4K, cấp điện 3K, đảo chiều động cơ 1Đ siết chặt cần khoan và mở tiếp điểm LX1, dừng động cơ.

Gạt cần số 1TG sang vị trí 1 đóng tiếp điểm phía trên, cấp điện cho 1K Động cơ 1ĐC nhận điện từ mạch động lực và quay thuận.

Đưa cần gạt 1TG về vị trí 1 sẽ đóng tiếp điểm phía dưới, cấp điện cho 2K và làm động cơ 1ĐC quay ngược chiều.

Để dừng động cơ trục chính, chỉ cần đặt cần gạt 1TG về vị trí giữa, ngắt mọi tiếp điểm, khiến động cơ tự động ngừng hoạt động.

- Muốn bóng đèn sáng thì chúng ta gạt công tác 3CT là có thể sáng.

Một số sự cố và cách khắc phục

Máy khoan cầm tay, đặc biệt là máy khoan cần, ngày càng phổ biến nhờ thiết kế gọn nhẹ, dễ sử dụng, hiệu suất mạnh mẽ và giá cả hợp lý Sản phẩm này trở thành công cụ không thể thiếu với người lao động hiện nay.

Máy khoan điện, sau thời gian sử dụng, thường gặp trục trặc ảnh hưởng hiệu năng Bài viết này chia sẻ 7 lỗi thường gặp ở máy khoan và cách khắc phục.

2.5.1 Sự cố liên quan đến mũi khoan

Đầu mũi khoan, chịu áp lực lớn nhất trong quá trình khoan, thường là bộ phận đầu tiên hư hỏng, biểu hiện qua mài mòn, biến dạng hoặc gãy vỡ sau thời gian hoạt động.

Thường xuyên kiểm tra và thay thế mũi khoan máy khoan từ khi cần thiết để tránh sự cố gián đoạn công việc.

2.5.2 Các vấn đề gây suy giảm hiệu suất hoạt động của động cơ Động cơ có thể được xem như trái tim của các loại thiết bị máy khoan cần bởi nó đóng vai trò cung cấp nguồn năng lượng hoạt động cần thiết để máy khoan có thể vận hành và đáp ứng cho các nhu cầu sử dụng của bạn Tuy nhiên cũng tương tự với mũi khoan, động cơ của máy khoan cần cũng có thể gặp phải các sự cố gây suy giảm hiệu suất hoạt động sau khi đã được trải qua một quãng thời gian dài sử dụng Nguyên nhân dẫn đến hiện tượng này là do sự xuống cấp của các linh kiện và bộ phận bên trong động cơ do phải thường xuyên hoạt động với cường độ mạnh và liên tục.

Để khắc phục sự cố máy khoan từ, hãy định kỳ kiểm tra tình trạng động cơ Nếu phát hiện trục trặc ảnh hưởng hiệu suất, hãy mang máy đến trung tâm bảo hành chuyên nghiệp để sửa chữa.

2.5.3 Máy khoan cần hoạt động không ổn định

Máy khoan điện hiện nay phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn điện Nguồn điện không ổn định, chập chờn dễ gây giảm hiệu suất, hư hỏng linh kiện và thậm chí cháy nổ.

Cách khắc phục : Chỉ nên sử dụng các nguồn năng lượng điện ổn định để đảm bảo mức tuổi thọ hoạt động cho máy khoan cần.

2.5.4 Máy khoan cần phát ra các tiếng kêu lạ trong quá trình vận hành

Máy khoan phát ra tiếng động lạ khi hoạt động liên tục ở công suất tối đa, tiềm ẩn nguy cơ gây hư hỏng nghiêm trọng, ảnh hưởng tuổi thọ và hiệu suất máy.

Để kéo dài tuổi thọ máy khoan, hãy tắt máy và ngắt nguồn điện định kỳ để thiết bị nghỉ ngơi Tránh sử dụng máy liên tục với cường độ cao, vì điều này gây hại cho máy.

2.5.5 Động cơ đột nhiên ngừng hoạt động trong quá trình sử dụng

Máy khoan đột ngột ngừng hoạt động giữa chừng có thể do lõi đồng bên trong bị gãy.

Máy khoan gặp lỗi kỹ thuật phức tạp cần được sửa chữa chuyên nghiệp Đừng tự sửa chữa tại nhà, hãy mang đến trung tâm bảo hành uy tín để được thay thế và khắc phục sự cố.

2.5.6 Các sự cố liên quan đến chổi than của máy

Chổi than máy khoan tiếp xúc trực tiếp với động cơ, chịu nhiệt độ cao và lực tác động mạnh, dẫn đến hao mòn theo thời gian và giảm hiệu suất hoạt động.

Cách khắc phục : Tiến hành kiểm tra và thay thế chổi than của máy sau một quãng thời gian sử dụng nhất định.

2.5.7 Nước làm mát động cơ máy không chảy

Hệ thống làm mát động cơ máy khoan cần hoạt động theo nguyên lý trọng lực Vì vậy, bình chứa nước làm mát phải được đặt thẳng đứng để đảm bảo lưu thông nước dễ dàng.

Khắc phục sự tắc nghẽn đường nước làm mát bằng cách đặt bình nước thẳng đứng, hướng xuống dưới, sau đó vệ sinh và loại bỏ bụi bẩn, vật thể lạ gây tắc nghẽn.

Qua quá trình tìm hiểu nghiên cứu đề tài em đã hoàn thành và có được những kiến thức cơ bản về: Trang bị điện cho máy khoan cần.

Bài báo cáo này đóng vai trò nền tảng kiến thức quan trọng, hỗ trợ ứng dụng thực tiễn trong công việc kỹ sư Điện tương lai Do điều kiện và kiến thức hạn chế, báo cáo không tránh khỏi thiếu sót, rất mong nhận được sự góp ý từ thầy cô và bạn bè.