MỤC LỤC MỤC LỤC 2 DANH MỤC HÌNH ẢNH 4 Lời mở đầu 5 CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN CHUNG VỀ MÁY KHOAN 6 1.1. Khái niệm chung 6 1.2. Phân loại 6 1.3. Công dụng của máy khoan. 8 1.4. Vai trò của máy khoan: 8 1.5. Chuyển động làm việc của máy khoan 9 1.6. Thiết bị và khí cụ điện điều khiển, bảo vệ hệ thống truyền động điện. 10 1.6.1 Khái niệm. 10 1.6.2. Một số khí cụ điện điều khiển bằng tay. 10 1.6.3. Một số khí cụ thiết bị điều khiển tự động. 14 CHƯƠNG 2: TRÌNH BÀY VÀ PHÂN TÍCH CỤ THỂ VỀ MÁY KHOAN ĐỨNG 2A125 21 2.1. Giới thiệu 21 2.2. Đặc tính kỹ thuật các thông số 21 2.3. Cấu tạo máy khoan đứng 2A125 22 2.4. Thiết kế mạch điện của máy khoan đứng 2A125 23 Yêu cầu đặt ra 23 2.4.1. Mạch động lực 23 2.4.2. Mạch điều khiển 24 2.4.3. Sơ đồ mạch máy khoan đứng 2A125 24 2.4.4. Nguyên lý hoạt động 24 2.5. Ưu nhược điểm của máy khoan 2A125 25 2.5.1. Ưu điểm 25 2.5.2. Nhược điểm 25 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN LỰA CHỌN THIẾT BỊ 26 3.1. Ý nghĩa của việc tính chọn 26 3.2.1. Chọn CB 26 3.2.2. Chọn tiết diện dây dẫn 28 3.2.3. Tính chọn cầu chì 29 3.2.4. Chọn contactor 30 3.2.5.Chọn rơ le nhiệt : 31 KẾT LUẬN 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO 34 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Máy khoan đứng 7 Hình 1.2: Máy khoan bàn 7 Hình 1.3: Máy khoan cần 8 Hình 1.4: Máy khoan chuyên dùng 8 Hình 2.1: Máy khoan đứng 12 Hình 2.2: Mạch động lực 13 Hình 2.3: Mạch động lực 14 Hình 3.1: Aptomat 17 Hình 3.2: Cầu chì 20 Hình 3.3: Contactor 21 Hình 3.5: Role nhiệt 22 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 đồ án trang bị điện là một bước ngoặc của việc trang bị kiến thức sau này. Để thực hiện tốt đồ án trang bị điện này không phải là chuyện dễ nhưng cũng không quá khó. Nay em đi tìm hiểu về đè tài “trang bị điện cho máy khoan đứng 2A125” là một đề tài thú vị. Nhưng vấn đề là phải biết được khả năng và năng lực của mình làm đồ án ra sao, tất cả những gì về đồ án tìm hiểu về trang bị điện cho máy khoan đứng 2A125 sẽ được thể hiện ngay trong cuốn đồ án trang bị điện này. Đồ án Trang bị điện này có được hoàn thiện như ngày hôm nay là nhờ sự giúp đỡ hướng dẫn tận tình của cô Hoàng 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 đồ án của em được hoàn thiện hơn nữa… Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô và đặc biệt là cô Hoàng Yến cùng các bạn sinh viên trong lớp đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án môn học trang bị điện này. Xin chân thành cám ơn! CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN CHUNG VỀ MÁY KHOAN 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. 1.2. Phân loại có 4 loại máy khoan cơ bản: 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. Hình 1.1: Máy khoan đứng 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. Hình 1.2: Máy khoan bàn 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. Hình 1.3: Máy khoan cần Máy khoan chuyên dùng: 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. Hình 1.4: Máy khoan chuyên dùng 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. 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 2A125 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 2A125 có nhiều ưu thế hơn các loại máy khoan thông thường khác. 1.5. 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. 1.6. Thiết bị và khí cụ điện điều khiển, bảo vệ hệ thống truyền động điện. 1.6.1 Khái niệm. Khí cụ điện (KCĐ) là những thiết bị dùng để đóng ngắt, điều khiển, kiểm tra, tự động điều chỉnh, khống chế các đối tượng điện cũng như không điện và bảo vệ chúng trong các trường hợp sự cố. Trong hệ thống truyền động điện các khí cụ điện được sử dụng để điều khiển quá trình mở máy, hãm động cơ điện, điều chỉnh tốc độ động cơ, để duy trì 1 chế độ làm việc ổn đinh của hệ thống và để đảm bảo quá tải, ngắn mạch, hay các sự cố khác trong hệ thống xảy ra. 1.6.2. Một số khí cụ điện điều khiển bằng tay. a. Cầu dao. Cầu dao là công tắc điện tự động dùng để bảo vệ mạch điện khi quá tải hoặc ngắn mạch. Chức năng đơn giản của cầu dao là dò tìm các dòng điện bị lỗi và ngắt mạch điện. Khác với cầu chì, cầu dao có thể đóng mở (bằng tay hoặc tự động) để trở lại điều kiện điện bình thường. Cầu dao có kích cỡ khác nhau, từ những thiết bị nhỏ dùng cho gia đình cho đến loại thiết bị chuyển mạch lớn để bảo vệ điện cao thế cho toàn bộ một thành phố. Cầu dao là thiết bị đóng – ngắt mạch điện có cường độ trung bình và nhỏ. Khác với công tắc, cầu dao ngắt đồng thời cả dây pha và dây trung hòa. Ngoài ra cầu dao còn được sử dụng để chuyển nguồn điện, đảo chiều quay của đông cơ điện (1 pha và 3 pha). Cầu dao không có chức năng tự động đóng ngắt mạch điện khi có sự cố ngắn mạch hoặc quá tải. Để thực hiện chức năng này, nhà sản xuất đã lắp dây chì cho nó giúp nó bảo vệ mạch điện như cầu chì. Aptomat là loại cầu dao có khả năng tự ngắt mạch điện khi có sự cố ngắn mạch hoặc quá tải nên còn gọi Aptomat là cầu dao tự động. Hình 1.5: Cầu dao. b. Công tắc. Công tắc điện là thiết bị điện dùng để đóng, cắt mạch điện, thường sử dụng trong các mạch điện chiếu sáng hoặc đi kèm với đồ dùng điện. - Công tắc hành trình: Công tắc hành trình hay còn gọi công tắc giới hạn hành trình là dạng công tắc dùng để giới hạn hành trình của các bộ phận chuyển động. Nó có cấu tạo như công tắc điện bình thường nhưng có thêm cần tác động để cho các bộ phận chuyển động tác động vào làm thay đổi trạng thái của tiếp điểm bên trong nó. Công tắc hành trình là loại không duy trì trạng thái, khi không còn tác động sẽ trở về vị trí ban đầu. Hình 1.6: Công tắc hành trình. - Công tắc vạn năng. Dùng để đống cắt, chuyển đổi mạch điện các cuộn dây hút của công tắc tơ, khởi động từ…chuyển đổi các mạch điện ở các dụng cụ đo lường. Thường dùng cho các mạch điện điều khiển có điện áp 400 v 1 chiều và 500 v xoay chiều 50 Hz. Hình 1.7: Công tắc vạn năng. c. Nút ấn. Nút ấn là một loại công tắc đơn giản điều khiển hoạt động của máy hoặc một số loại quá trình. Hầu hết, các nút nhấn là nhựa hoặc kim loại. Hình dạng của nút ấn có thể phù hợp với ngón tay hoặc bàn tay để sử dụng dễ dàng. Tất cả phụ thuộc vào thiết kế cá nhân. Nút ấn có 2 loại chính là nút nhấn thường mở hoặc nút nhấn thường đóng. Nút nhấn có ba phần: Bộ truyền động, các tiếp điểm cố định và các rãnh. Bộ truyền động sẽ đi qua toàn bộ công tắc và vào một xy lanh mỏng ở phía dưới. Bên trong là một tiếp điểm động và lò xo. Khi nhấn nút, nó chạm vào các tiếp điểm tĩnh làm thay đổi trạng thái của tiếp điểm. Trong một số trường hợp, người dùng cần giữ nút hoặc nhấn liên tục để thiết bị hoạt động. Với các nút nhấn khác, chốt sẽ giữ nút bật cho đến khi người dùng nhấn nút lần nữa. Hình 1.8: Nút ấn. d. Các bộ khống chế. Bộ khống chế là loại thiết bị chuyên đổi mạch điện bằng tay gạt hay vô lăng quay, điều khiển trực tiếp hay gián tiếp từ xa, thực hiện các chuyển đổi mạch điện phức tạp để điều khiển khởi động, hãm, đảo chiều, chiều chỉnh tốc độ động cơ. Bộ khống chế được phân làm hai loại. - Bộ khống chế động lực: dùng để điều khiển trực tiếp các động cơ công suất nhỏ và vừa ở các chê độ làm việc khác nhau nhằm đơn giản hóa thao tác cho người vận hành. Nó còn dùng để làm thay đổi teij số của điện trở đấu trong các mạch điện. - Bộ khống chế chỉ huy dùng để điều khiển gián tiếp các động cơ điện có công suất lớn chuyển đổi mạch điện điều khiển, điều khiển cuộn hút công tắc tơ, khởi động từ. Đôi khi cungc được dùng để đóng cắt trực tiếp đông cơ có công suất nhỏ, nam châm điện và các thiết bị điện khác. Hình 1.9: Bộ khống chế. 1.6.3. Một số khí cụ thiết bị điều khiển tự động. a. Aptomat Aptomat là khí cụ điện tên thường gọi của thiết bị đóng cắt tự động (cầu dao tự động). Trong tiếng Anh thiết bị đóng cắt là Circuit Breaker (viết tắt là CB). Aptomat có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch trong hệ thống điện. Một số dòng Aptomat có thêm chức năng bảo vệ chống dòng rò được gọi là aptomat chống rò hay aptomat chống giật. Aptomat đôi khi còn được gọi theo cách ngắn gọn là Át Phân loại Aptomat: + Theo chức năng. - Aptomat thường (bảo vệ quá tải, ngắn mạch): MCB, MCCB - Aptomat chống rò: RCCB (Residual Current Circuit Breaker – aptomat chống dòng rò dạng tép), RCBO (Residual Current Circuit Breaker with Overcurrent Protection – aptomat chống dòng rò và bảo vệ quá tải dạng tép), ELCB (Earth Leakage Circuit Breaker – aptomat chống dòng rò và bảo vệ quá tải dạng khối). + Phân loại theo số pha. Aptomat 1 pha: 1 cực - Aptomat 1 pha + trung tính (1P+N): 2 cực - Aptomat 2 pha: 2 cực - Aptomat 3 pha: 3 cực - Aptomat 3 pha + trung tính (3P+N): 4 cực - Aptomat 4 pha: 4 cực + Phân loại theo dòng cắt ngắn mạch: - Dòng cắt thấp: thường dùng trong dân dụng. Ví dụ MCCB NF125-CV 3P 100A của Mitsubishi có dòng cắt 10kA. - Dòng cắt tiêu chuẩn: thường dùng trong công nghiệp. Ví dụ MCCB NF125-SV 3P 100A của Mitsubishi có dòng cắt 30kA. - Dòng cắt cao: thường dùng trong công nghiệp và các ứng dụng đặc biệt. Ví dụ MCCB NF125-HV 3P 100A của Mitsubishi có dòng cắt 50kA. + Phân loại theo khả năng chỉnh dòng: - Aptomat có dòng định mức không đổi. Ví dụ MCCB NF400-SW 3P 400A của Mitsubishi có dòng định mức 400A không thay đổi được. - Aptomat chỉnh dòng định mức. Ví dụ MCCB NF400-SEW 3P 400A của Mitsubishi có dòng định mức điều chỉnh được từ 200A - 400A. Hình 1.10: Aptomat. b. Công tắc tơ. Công tắc tơ (Contactor) là một loại khí cụ điện hay còn gọi là Khởi động từ là khi điện hạ áp thực hiện việc đóng cắt thường xuyên các mạch điện động lực. Công tắc tơ là thiết bị điện đặc biệt quan trọng trong hệ thống điện. Nhờ có công tắc tơ ta có thể điều khiển các thiết bị như động cơ, tụ bù, hệ thống chiếu sáng... thông qua nút nhấn, chế độ tự động hoặc điều khiển từ xa. Phân loại Công tắc tơ: - Theo nguyên lý truyền động: Ta có công tắc tơ kiểu điện từ, kiểu hơi ép, kiểu thủy lực… Thường thì ta gặp contactor kiểu điện từ. - Theo dạng dòng điện: Công tắc tơ điện một chiều và công tắc tơ điện xoay chiều. - Theo kết cấu: Người ta phân công tắc tơ dùng ở nơi hạn chế chiều cao (như bảng điện ở gầm xe) và ở nơi hạn chế chiều rộng (ví dụ buồng tàu điện). - Theo dòng điện định mức: Công tắc tơ 9A, 12A, 18A.... 800A hoặc lớn hơn. - Theo số cực: Công tắc tơ 1 pha, công tắc tơ 2 pha, công tắc tơ 3 pha, công tắc tơ 4 pha. - Theo cấp điện áp: Công tắc tơ trung thế, công tắc tơ hạ thế. - Theo điện áp cuộn hút: Cuộn hút xoay chiều 220VAC, 380VAC... cuộn hút 1 chiều 24VDC, 48VDC... - Theo chức năng chuyên dụng: Một số hãng chế tạo công tắc tơ chuyên dụng cho một ứng dụng đặc thù ví dụ công tắc tơ chuyên dùng cho tụ bù của hãng Schneider... Thông số cơ bản: - Dòng điện định mức: Là dòng điện chảy qua hệ thống tiếp điểm chính của công tắc tơ khi đóng mạch điện phụ tải. Với giá trị này của dòng điện, mạch dẫn điện chính của công tắc tơ không bị phát nóng quá giới hạn cho phép. - Điện áp định mức: Là điện áp đặt trên hai cực của mạch dẫn điện chính của công tắc tơ - Khả năng đóng của công tắc tơ: Được đánh giá bằng giá trị dòng điện mà công tắc tơ có thể đóng thành công. Thường thì giá trị này bằng từ 1 đến 7 lần giá trị dòng điện định mức. - Khả năng ngắt của công tắc tơ: Được đánh giá bằng giá trị dòng điện ngắt, mà ở giá trị đó, công tắc tơ có thể tác động ngắt thành công khỏi mạch điện. Thường giá trị này bằng từ 1 đến 10 lần dòng điện định mức. - Độ bền cơ: Là số lần đóng ngắt khi không có dòng điện chảy qua hệ thống tiếp điểm của công tắc tơ. Vượt quá số lần đóng ngắt đó, các tiếp điểm xem như bị hư hỏng, không còn sử dụng được nữa. Các loại công tắc tơ thường có độ bền cơ từ 5 triệu đến 10 triệu lần đóng ngắt. - Độ bền điện: Là số lần đóng ngắt dòng điện định mức. Công tắc tơ loại thường có độ bền điện vào khoảng 200.000 đến 1 triệu lần đóng ngắt. Hình 1.11: Công tắc tơ. c. Rơle. Rơ le (relay) là một thiết bị tự động đóng cắt, một công tắc chuyển đổi hoạt động bằng điện. Nói là một công tắc vì rơ le có 2 trạng thái ON và OFF. Rơ le ở trạng thái ON hay OFF phụ thuộc vào có dòng điện chạy qua rơ le hay không. Phân loại: Trên thực tế tùy theo từng cách thức mà ta có thể phân loại những chiếc rơ le này. Có một số cách phân loại phổ biến như sau: Nguyên lí làm việc theo nhóm: - Rơ le điện cơ, rơ le điện từ, rơ le điện từ phân cực, rơ le cảm ứng,… - Rơ le nhiệt - Rơ le từ - Rơ le điện từ bán dẫn, vi mạch - Rơ le số - Theo nguyên lí tác động: Rơ le có tiếp điểm: Tác động lên mạch bằng cách đóng mở các tiếp điểm Rơ le không tiếp điểm, rơ le tĩnh: Tác động qua việc thay đổi đột ngột các tham số của cơ cấu chấp hành mắc trong mạch điều khiển như điện trở, điện cảm, điện dung,… Theo cách mắc cơ cấu: - Rơ le sơ cấp: Mắc trực tiếp vào mạch điện cần bảo vệ - Rơ le thứ cấp: Mắc vào mạch qua biến áp đo lường hay biến dòng điện - Theo đặc tính tham số: rơ le dòng điện, rơ le công suất, rơ le tổng trở,… - Theo giá trị, chiều các đại lượng đi vào rơ le: rơ le cực đại, cực tiểu, rơ le cực đại – cực tiểu, rơ le so lệch, rơ le định hướng,… Hình 1.12: Rơle CHƯƠNG 2: TRÌNH BÀY VÀ PHÂN TÍCH CỤ THỂ VỀ MÁY KHOAN ĐỨNG 2A125 2.1. Giới thiệu Ký hiệu: 2A125 ( theo tiêu chuẩn của Nga). Chữ số 2: ký hiệu nhóm máy khoan. Chữ H: được cải tiến từ máy 2i25. Chữ số 1: loại máy khoan có 1 trụ đứng. Chữ số 25: đường kính lớn nhất 25 mm của chi tiết được gia công trên máy khoan. 2.2. Đặc tính kỹ thuật các thông số Đường kính lớn nhất của lỗ gia công ø25 mm Số cấp vận tốc trục chính : Z = 12 Số vòng quay trục chính : n = 32 ÷ 1440 vòng / phút. Lượng chạy dao : S = 0,125 ÷ 2,64 mm / vòng. Công suất động cơ trục chính : P = 7 kw. 2.3. Cấu tạo máy khoan đứng 2A125 Hình 2.1: Máy khoan đứng 1- động cơ điện. 2- tủ điện. 3- thân máy. 4- ống dẫn nước làm mát cho chi tiết gia công. 5- nút điều chỉnh tốc độ cho đầu khoan. 6- cần di chuyển đầu khoan. 7- bàn để chi tiết cần gia công. 2.4. Thiết kế mạch điện của máy khoan đứng 2A125
TỔNG QUAN CHUNG VỀ MÁY KHOAN
Khái niệm chung
Máy khoan là thiết bị cắt kim loại chủ yếu dùng để gia công lỗ, đồng thời cũng có khả năng khoét lỗ, doa, cắt ren bằng taro và gia công bề mặt có tiết diện nhỏ Nó có thể hoạt động thẳng góc hoặc cùng chiều trục với lỗ khoan, mang lại sự linh hoạt trong các ứng dụng gia công.
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.
Phân loại
có 4 loại máy khoan cơ bản:
Máy khoan đứng là thiết bị khoan có trụ đứng, thường được sử dụng để gia công các chi tiết có kích thước trung bình Với máy nhỏ, trục chính được truyền động đơn giản và điều khiển bằng tay, trong khi máy cỡ trung bình và lớn thường được trang bị hộp tốc độ, hộp chạy dao và cơ cấu chạy dao tự động.
Máy khoan bàn là thiết bị nhỏ gọn, được đặt trên bàn, chuyên dùng để gia công các chi tiết nhỏ với đường kính tối đa 16mm Máy sử dụng hệ thống truyền động puly đai với nhiều cấp độ, cho phép đạt được tốc độ cao Loại máy này được ứng dụng rộng rãi trong ngành cơ khí chính xác.
Máy khoan cần là thiết bị cho phép chi tiết đứng yên trong khi trục chính di chuyển đến vị trí cần thiết để gia công Loại máy này có khả năng làm việc hiệu quả, đặc biệt là với các chi tiết lớn.
Máy khoan chuyên dùng: 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.
Hình 1.4: Máy khoan chuyên dùng
Công dụng của máy khoan
Máy khoan là thiết bị chuyên dụng để khoan, khoét, doa và cắt ren trên các linh kiện kim loại và vật liệu khác Với độ chính xác cao và tính an toàn lớn, máy khoan có cấu trúc vững bền, cho phép sử dụng hiệu quả các dụng cụ gia công làm từ thép gió và hợp kim cứng.
Vai trò của máy khoan
Máy khoan đóng vai trò quan trọng trong các nhà máy và phân xưởng cơ khí nhờ vào công nghệ tiên tiến Trong sản xuất hàng loạt, máy khoan đứng 2A125 có khả năng thay thế hoàn toàn các loại máy khoan thông thường khác.
Máy khoan đứng 2A125 vượt trội hơn các loại máy khoan thông thường về khả năng công nghệ, độ chính xác gia công, năng suất làm việc và phạm vi tốc độ khoan.
Chuyển động làm việc của máy khoan
Chuyển động chính của máy khoan là quay mũi khoan, trong khi chuyển động ăn dao là sự dịch chuyển của mũi khoan dọc theo trục quay, đi xuống để gia công chi tiết.
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 diễn ra từ trục chính của máy khoan đến hộp chạy dao, sau đó là trục chính của máy, với nhiệm vụ đưa trục chính chạy tịnh tiến lên xuống để thực hiện quá trình chạy dao.
Thiết bị và khí cụ điện điều khiển, bảo vệ hệ thống truyền động điện
Khí cụ điện (KCĐ) là thiết bị quan trọng dùng để đóng ngắt, điều khiển và kiểm tra các hệ thống điện Chúng cũng có khả năng tự động điều chỉnh và khống chế các đối tượng điện cũng như không điện, đồng thời bảo vệ chúng trong các tình huống sự cố.
Trong hệ thống truyền động điện, các khí cụ điện đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển quá trình khởi động và hãm động cơ, điều chỉnh tốc độ, duy trì chế độ làm việc ổn định và đảm bảo an toàn trước các tình huống như quá tải, ngắn mạch và các sự cố khác.
1.6.2 Một số khí cụ điện điều khiển bằng tay. a Cầu dao.
Cầu dao là thiết bị điện tự động có chức năng bảo vệ mạch điện khỏi tình trạng quá tải hoặc ngắn mạch Nó hoạt động bằng cách phát hiện các dòng điện bị lỗi và tự động ngắt mạch điện, đảm bảo an toàn cho hệ thống điện.
Khác với cầu chì, cầu dao có thể đóng mở (bằng tay hoặc tự động) để trở lại điều kiện điện bình thường.
Cầu dao có nhiều kích cỡ, từ thiết bị nhỏ cho gia đình đến thiết bị lớn bảo vệ điện cao thế cho thành phố Đây là thiết bị đóng – ngắt mạch điện với cường độ trung bình và nhỏ, ngắt đồng thời cả dây pha và dây trung hòa Ngoài ra, cầu dao còn được sử dụng để chuyển nguồn điện và đảo chiều quay của động cơ điện (1 pha và 3 pha) Tuy nhiên, cầu dao không tự động ngắt mạch khi có sự cố ngắn mạch hoặc quá tải; để bảo vệ mạch điện, nó thường được lắp dây chì Aptomat, một loại cầu dao tự động, có khả năng tự ngắt mạch khi xảy ra sự cố ngắn mạch hoặc quá tải.
Hình 1.5: Cầu dao. b Công tắc.
Công tắc điện là thiết bị điện dùng để đóng, cắt mạch điện, thường sử dụng trong các mạch điện chiếu sáng hoặc đi kèm với đồ dùng điện.
Công tắc hành trình, hay còn gọi là công tắc giới hạn hành trình, là thiết bị dùng để giới hạn hành trình của các bộ phận chuyển động Cấu tạo của nó tương tự như công tắc điện thông thường, nhưng được trang bị thêm cần tác động để cho phép các bộ phận chuyển động thay đổi trạng thái của tiếp điểm bên trong Đặc điểm nổi bật của công tắc hành trình là không duy trì trạng thái; khi không còn tác động, nó sẽ tự động trở về vị trí ban đầu.
Hình 1.6: Công tắc hành trình.
Dùng để đống cắt, chuyển đổi mạch điện các cuộn dây hút của công tắc tơ, khởi động từ…chuyển đổi các mạch điện ở các dụng cụ đo lường.
Thường dùng cho các mạch điện điều khiển có điện áp 400 v 1 chiều và 500 v xoay chiều 50 Hz.
Hình 1.7: Công tắc vạn năng. c Nút ấn.
Nút ấn là công tắc đơn giản dùng để điều khiển máy móc hoặc các quá trình khác, thường được làm từ nhựa hoặc kim loại Thiết kế của nút ấn thường phù hợp với ngón tay hoặc bàn tay, giúp người dùng dễ dàng sử dụng Có hai loại nút ấn chính: nút nhấn thường mở và nút nhấn thường đóng.
Nút nhấn bao gồm ba thành phần chính: bộ truyền động, các tiếp điểm cố định và các rãnh Bộ truyền động đi qua công tắc và vào một xy lanh mỏng bên dưới, nơi có tiếp điểm động và lò xo Khi nhấn nút, tiếp điểm động sẽ chạm vào các tiếp điểm tĩnh, thay đổi trạng thái của chúng Một số nút yêu cầu người dùng giữ hoặc nhấn liên tục để thiết bị hoạt động, trong khi các nút khác sẽ giữ trạng thái bật cho đến khi người dùng nhấn lại.
Hình 1.8: Nút ấn. d Các bộ khống chế.
Bộ khống chế là thiết bị chuyển đổi mạch điện thông qua tay gạt hoặc vô lăng quay Nó cho phép điều khiển trực tiếp hoặc từ xa, thực hiện các chuyển đổi mạch điện phức tạp để điều khiển khởi động, hãm, đảo chiều và điều chỉnh tốc độ của động cơ.
Bộ khống chế được phân làm hai loại.
Bộ khống chế động lực là thiết bị dùng để điều khiển trực tiếp các động cơ công suất nhỏ và vừa, giúp đơn giản hóa thao tác cho người vận hành trong các chế độ làm việc khác nhau Ngoài ra, nó còn có khả năng thay đổi tỷ số của điện trở trong các mạch điện.
Bộ khống chế chỉ huy là thiết bị dùng để điều khiển gián tiếp các động cơ điện công suất lớn, chuyển đổi mạch điện điều khiển và điều khiển cuộn hút của công tắc tơ, khởi động từ Ngoài ra, nó cũng có thể được sử dụng để đóng cắt trực tiếp các động cơ công suất nhỏ, nam châm điện và các thiết bị điện khác.
1.6.3 Một số khí cụ thiết bị điều khiển tự động. a Aptomat
Aptomat, hay còn gọi là cầu dao tự động, là thiết bị điện quan trọng có chức năng bảo vệ hệ thống điện khỏi quá tải và ngắn mạch Trong tiếng Anh, thiết bị này được gọi là Circuit Breaker (CB) Một số loại aptomat còn tích hợp thêm chức năng bảo vệ chống dòng rò, được biết đến với tên gọi aptomat chống rò hoặc aptomat chống giật Ngoài ra, aptomat cũng thường được gọi ngắn gọn là Át.
- Aptomat thường (bảo vệ quá tải, ngắn mạch): MCB, MCCB
Residual Current Circuit Breakers (RCCB), Residual Current Circuit Breakers with Overcurrent Protection (RCBO), and Earth Leakage Circuit Breakers (ELCB) are essential safety devices designed to prevent electrical shocks and protect against overloads RCCBs detect and interrupt leakage currents, while RCBOs combine this function with overcurrent protection ELCBs serve a similar purpose, focusing on earth leakage and overload protection These devices are crucial for ensuring electrical safety in residential and commercial settings.
+ Phân loại theo số pha.
- Aptomat 1 pha + trung tính (1P+N): 2 cực
- Aptomat 3 pha + trung tính (3P+N): 4 cực
+ Phân loại theo dòng cắt ngắn mạch:
- Dòng cắt thấp: thường dùng trong dân dụng Ví dụ MCCB NF125-CV 3P 100A của Mitsubishi có dòng cắt 10kA.
- Dòng cắt tiêu chuẩn: thường dùng trong công nghiệp Ví dụ MCCB NF125-SV 3P 100A của Mitsubishi có dòng cắt 30kA.
- Dòng cắt cao: thường dùng trong công nghiệp và các ứng dụng đặc biệt Ví dụ MCCB NF125-HV 3P 100A của Mitsubishi có dòng cắt 50kA.
+ Phân loại theo khả năng chỉnh dòng:
- Aptomat có dòng định mức không đổi Ví dụ MCCB NF400-SW 3P 400A của Mitsubishi có dòng định mức 400A không thay đổi được.
- Aptomat chỉnh dòng định mức Ví dụ MCCB NF400-SEW 3P 400A của Mitsubishi có dòng định mức điều chỉnh được từ 200A - 400A.
Hình 1.10: Aptomat. b Công tắc tơ.
Công tắc tơ, hay còn gọi là khởi động từ, là thiết bị điện quan trọng trong hệ thống điện, có chức năng đóng cắt các mạch điện động lực một cách thường xuyên Nhờ vào công tắc tơ, người dùng có thể điều khiển các thiết bị như động cơ, tụ bù và hệ thống chiếu sáng thông qua nút nhấn, chế độ tự động hoặc điều khiển từ xa.
Phân loại Công tắc tơ:
- Theo nguyên lý truyền động: Ta có công tắc tơ kiểu điện từ, kiểu hơi ép, kiểu thủy lực… Thường thì ta gặp contactor kiểu điện từ
- Theo dạng dòng điện: Công tắc tơ điện một chiều và công tắc tơ điện xoay chiều.
Theo cấu trúc, tắc tơ được phân công sử dụng ở những khu vực có chiều cao hạn chế, chẳng hạn như bảng điện dưới gầm xe, cũng như ở những nơi có chiều rộng hạn chế, như trong buồng tàu điện.
- Theo dòng điện định mức: Công tắc tơ 9A, 12A, 18A 800A hoặc lớn hơn.
- Theo số cực: Công tắc tơ 1 pha, công tắc tơ 2 pha, công tắc tơ 3 pha, công tắc tơ 4 pha.
- Theo cấp điện áp: Công tắc tơ trung thế, công tắc tơ hạ thế.
- Theo điện áp cuộn hút: Cuộn hút xoay chiều 220VAC, 380VAC cuộn hút 1 chiều 24VDC, 48VDC
Một số hãng sản xuất công tắc tơ chuyên dụng cho các ứng dụng đặc thù, chẳng hạn như công tắc tơ dùng cho tụ bù của hãng Schneider Những sản phẩm này được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật cụ thể, đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy trong các hệ thống điện.
TRÌNH BÀY VÀ PHÂN TÍCH CỤ THỂ VỀ MÁY KHOAN ĐỨNG 2A125
Giới thiệu
Ký hiệu: 2A125 ( theo tiêu chuẩn của Nga).
Chữ số 2: ký hiệu nhóm máy khoan.
Chữ H: được cải tiến từ máy 2i25.
Chữ số 1: loại máy khoan có 1 trụ đứng.
Chữ số 25: đường kính lớn nhất 25 mm của chi tiết được gia công trên máy khoan.
Đặc tính kỹ thuật các thông số
Đường kớnh lớn nhất của lỗ gia cụng ứ25 mm
Số cấp vận tốc trục chính : Z = 12
Số vòng quay trục chính : n = 32 ÷ 1440 vòng / phút.
Lượng chạy dao : S = 0,125 ÷ 2,64 mm / vòng.
Công suất động cơ trục chính : P = 7 kw.
Cấu tạo máy khoan đứng 2A125
4- ống dẫn nước làm mát cho chi tiết gia công.
5- nút điều chỉnh tốc độ cho đầu khoan.
6- cần di chuyển đầu khoan.
7- bàn để chi tiết cần gia công.
Thiết kế mạch điện của máy khoan đứng 2A125
Máy khoan đứng 2A125 là một công cụ quan trọng trong sản xuất, giúp tăng hiệu suất làm việc và tiết kiệm thời gian Thiết kế hoàn chỉnh của hệ thống máy khoan đứng không chỉ mang lại sự tiện lợi mà còn đảm bảo an toàn cho người sử dụng Việc tìm hiểu và trang bị điện cho máy khoan đứng 2A125 là bước cần thiết để tối ưu hóa hoạt động của máy, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm và hiệu quả công việc.
Trong sơ đồ có sử dụng các thiết bị:
2.4.3 Sơ đồ mạch máy khoan đứng 2A125
Hình 2.4: Sơ đò mạch máy khoan đứng 2A125
2.4.4 Nguyên lý hoạt động Để động cơ ĐC quay theo chiều ngƣợc tay gạt kéo lên trên Các tiếp điểm CM1 vàCM3 đóng lại Công tắc tơ 2K đóng lại cấp điện động cơ quay ngƣợc Do cấu tạo cơ khí của tay gạt, tiếp điểm CM3 (4-6) đóng lại rồi mở ra ngay và cuộn 2K đƣợc duy trì nhờ tiếp điểm 2K (5-6) Muốn dừng động cơ ĐC, gạt tay gạt về vị trí giữa Khi gia công trên máy khoan, phải đặt cữ lắp trên đĩa chia độ phù hợp Với chiều sâu của răng cần khoan Sau đó cho trục chính quay thuận để ta rô và máy tự động làm ãệc theó bƣóc tiến định trƣỡc Đến hết giới hạn cần khoan thì cữ lắp trên đĩa chia độ của cơ cấu cơ khí làm tiếp điểm CM3 (4-6) đóng lại, cấp điện cho cuộn hút 2K Động cơ ĐC quay ngƣợc để kéo khỏi vật cần ren Tiếp điểm CM3 (4-6) cũng mở ra ngay nhƣng cuộn hút 2K đƣợc duy trì nhờ tiếp điểm 2K (5-6) Khi ta kéo khỏi vật cần ren thì gạt tay gạt về giữa để dừng ĐC Động cơ bơm nước làm mát đƣợc đóng điện nhờ công tắc ba pha 2CT Chiếu sáng cục bộ dùng đèn 36V qua công tắc3CT.
Ưu nhược điểm của máy khoan 2A125
Có thể gia công chi tiết có đường kinh lớn.
Nhiều công dụng như : khoan lỗ, khoét lỗ, doa lỗ…
Máy khoan có độ chính xác cao, độ an toàn lớn.
Có thể vận hành chạy thuận và chạy ngược.
Khả năng công nghệ vượt trội.
Năng suất làm việc rất hiệu quả.
Giá thành máy khoan còn hơi cao.
TÍNH TOÁN LỰA CHỌN THIẾT BỊ
Ý nghĩa của việc tính chọn
Việc tính toán và chọn thiết bị là rất quan trọng về cả kỹ thuật lẫn kinh tế, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ an toàn và hiệu suất của hệ thống Sự chính xác trong việc lựa chọn thiết bị giúp hệ thống hoạt động hiệu quả, trong khi lựa chọn không chính xác có thể dẫn đến chất lượng kém hoặc hệ thống không hoạt động Do đó, việc tính toán chọn thiết bị cần phải đáp ứng các yêu cầu cụ thể để đảm bảo hiệu quả tối ưu.
Về mặt kỹ thuật phải đảm bảo yêu cầu công nghệ và các thông số phù hợp với thiết bị.
Về kinh tế, các thiết bị cần được lựa chọn sao cho không chỉ đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật mà còn phải đảm bảo chi phí mua sắm hợp lý, nhằm tránh lãng phí.
Để lựa chọn thiết bị bảo vệ cho máy khoan 2A125, cần tính toán cho động cơ trục chính M1 với công suất định mức 7 KW và tốc độ 1440 vòng/phút, cùng với động cơ bơm nước M2 có công suất định mức 0,125 KW và tốc độ 1440 vòng/phút.
3.2 Tính toán chọn bảo vệ
3.2.1 Chọn CB Áptômát hay còn gọi CB (Circuit Breaker) là thiết bị khí cụ điện dùng để đóng cắt mạch điện; tự động ngắt mạch điện khi có sự cố quá tải, ngắn mạch, sụt áp…
Vị trí lắp đặt của CB ở đầu các đường dây chính tại các tủ phân phối, bảo vệ dây dẫn, động cơ và các thiết bị chiếu sáng.
Khi lựa chọn CB cần đảm bảo các yếu tố:
I ¿ I ( I : dòng cắt định mức, I dòng ngắn mạch)
IđmCB ¿ Itt (IđmCB : dòng điện định mức của CB, Itt : dòng tính toán thực tế )
UđmCB > Ulđ (UđmCB : điện áp định mức của CB, Ulđ : điện áp của lưới điện)
Cầu dao thường : thường sử dụng để đóng ngắt không tải hoặc tải nhỏ không đáng kể,cầu dao làm nhiệm vụ cách ly.
Cầu dao phụ tải: sử dụng để đóng cắt có tải và nhiệm vụ cách ly. Điều kiện chọn CB : IđmCB = (1,25 ÷ 1,5) K Itt
Tra bảng sổ tay kỹ sư Phạm Văn Khiết có k = 0,8
Vậy ta chọn CB 16A loại chống giật, hiệu TERASAKI ZS100NF
3.2.2 Chọn tiết diện dây dẫn
Dây dẫn có thể chọn theo nhiều cách khác nhau:
Theo điều kiện phát nóng tổn thất điện áp.
Theo mật độ dòng điện.
Trong mạng điện hiện nay, việc chọn dây dẫn thường dựa trên điều kiện phát nóng cho phép hoặc tổn thất điện áp Tuy nhiên, người ta không chọn đồng thời cả hai điều kiện mà chỉ lựa chọn theo một điều kiện và sau đó kiểm tra điều kiện còn lại.
Chọn dây dẫn dựa trên dòng điện phát nóng lâu dài cho phép Icp, tương ứng với kích thước dây dẫn mà không làm nhiệt độ vượt quá giới hạn cho phép Nếu nhiệt độ dây dẫn tại một vị trí khác với tiêu chuẩn quy định, cần điều chỉnh theo hệ số điều chỉnh trong bảng kỹ thuật.
Chọn tiết diện dây dẫn theo phương pháp nào cũng phải thoã mãn các điều kiện kỹ thuật sau: Δ Ubt ¿ Δ Ubtcp Δ Usc ¿ Δ Usccp
Δ Ubt và Δ Usc biểu thị tổn thất điện áp khi đường dây hoạt động bình thường và trong trường hợp xảy ra sự cố nghiêm trọng Trong khi đó, Δ Ubtcp và Δ Usccp là các giá trị Δ U cho phép trong điều kiện bình thường và khi có sự cố.
Isc, Icp là dòng điện sự cố lớn nhất qua dây dẫn và dòng điện phát nóng lâu dài cho
Để lựa chọn dây dẫn phù hợp, trước tiên cần xác định dòng điện tính toán Itt của tải chạy qua đường dây cung cấp điện Sau đó, chọn tiết diện dây dẫn dựa trên biểu thức: k1k2Icp ≥ Itt.
Hệ số điều chỉnh nhiệt độ k1 phản ánh môi trường lắp đặt dây dẫn và cáp, trong khi k2 là hệ số điều chỉnh nhiệt độ liên quan đến số lượng dây dẫn và cáp được đặt trong một rãnh đi dây.
Icp là dòng điện lâu dài được xác định dựa trên tiết diện dây dẫn và cáp lựa chọn, có thể tra cứu trong cataloge dây dẫn Bước thứ ba là thử lại theo điều kiện kết hợp với thiết bị bảo vệ.
Dòng tính toán phụ tải ba pha.
Itt = Iđm = Pđm / √ 3 Uđm.cos ϕ = 7.10 3 / √ 3 380.0,8 = 13,29 A k1k2Icp ¿ Idc / α
Idc : dòng điện định mức của dây chảy, A α : hệ số xét đến đặc trưng tải.
Thử lại điều kiện có hợp với thiết bị bảo vệ :
Chọn cầu chì Idc ¿ Itt => chọn Idc = 15 k1k2Icp ¿ Idc / α
Ta chọn cầu chì 5A loại ống hiệu SINO5A
3.2.4 Chọn contactor Điều kiện : Iđmcontactor > Itt
Itt = Pđmdc / √ 3 Uđm.cos ϕ η với : Idc1 = 7 / √ 3 0,38.0,8.0,9 = 14,7 A
=> Chọn contactor K1, K2, K3 cho động cơ M1 = 18 A
=> Chọn contactor K4 cho động cơ M2 = 1 A
Rơ le nhiệt là thiết bị điện quan trọng dùng để bảo vệ lưới điện và các thiết bị như động cơ, máy biến áp và thiết bị cấp nhiệt khỏi tình trạng quá tải Thường được sử dụng kết hợp với contactor, rơ le nhiệt có đặc tính cơ bản liên quan đến thời gian tác động và dòng điện phụ tải Để đảm bảo tuổi thọ lâu dài cho thiết bị, cần tuân thủ các thông số kỹ thuật của nhà sản xuất và thiết lập đường đặc tính thời gian, dòng điện cho các đối tượng cần bảo vệ.
Khi lựa chọn rơ le nhiệt, cần đảm bảo rằng đường đặc tính ampe giây của rơ le gần với đường đặc tính ampe giây của thiết bị cần bảo vệ Nên chọn giá trị thấp hơn một chút để tối ưu hóa công suất động cơ, trong khi nếu chọn quá cao sẽ có thể làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện.
Tùy thuộc vào chế độ làm việc của phụ tải, việc xem xét thời gian phát nóng của rơ le nhiệt là rất quan trọng khi xảy ra quá tải liên tục hay ngắn hạn Thay đổi nhiệt độ môi trường cũng ảnh hưởng đến dòng điện tác động của rơ le nhiệt, dẫn đến khả năng bảo vệ không chính xác Thông thường, khi nhiệt độ môi trường tăng cao, dòng điện tác động sẽ giảm, do đó cần phải điều chỉnh lại vít hoặc núm điều chỉnh để đảm bảo hiệu suất hoạt động.
Để chọn rơ le nhiệt phù hợp, cần xác định dòng định mức của rơ le tương ứng với dòng định mức của động cơ cần bảo vệ Rơ le nhiệt nên được điều chỉnh để hoạt động ở giá trị Itd trong khoảng từ 1,2 đến 1,3 lần dòng điện định mức.
Rơ le nhiệt đã được phát triển từ việc sử dụng cho nguồn điện một chiều sang ứng dụng cho nguồn điện xoay chiều nhờ vào sự tiến bộ của công nghệ Hiện nay, rơ le nhiệt có khả năng xử lý dòng điện lên đến 150A và điện áp từ 400-500V.
Dựa vào lý thuyết trên và dòng điện sử dụng là 3 pha nên ta chọn rơ le nhiệt LR9 F5369