Báo cáo bài tập lớn môn trang bị Điện (me2005) Đề tài giới thiệu máy tiện t14l

- Mạch động lực là một phần của hệ thống điện được thiết kế để cung cấp điện năng chocác thiết bị có công suất tiêu thụ lớn, thường là các động cơ điện hoặc thiết bị công nghiệp.. Vai tr

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

-

 -BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN

MÔN TRANG BỊ ĐIỆN (ME2005)

ĐỀ TÀI: Giới thiệu máy tiện T14L

Giáo viên hướng dẫn: Trần Việt Hồng

LỚP: L02

Nhóm sinh viên thực hiện

Võ Hoàng Bảo Khanh 2211494

Nguyễn Đông Dương 2210613

Nguyễn Ngọc Quyền 2212858

TP Hồ Chí Minh, 11/2024

LỜI NÓI ĐẦU

Một trong những nội dung đặc biệt quan trọng của cuộc cách mạng khoa học kỹ thuậttrên toàn cầu nói chung và với sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước ta nói riênghiện nay đó là việt cơ khí hoá và tự động hoá quá trình sản xuất Nó nhằm tăng năng xuất laođộng và phát triển nền kinh tế quốc dân Trong đó công nghiệp chế tạo máy công cụ và thiết bịđóng vai trò then chốt Để đáp ứng nhu cầu này, đi đôi với công việc nghiên cứu,thiết kế nângcấp máy công cụ là trang bị đầy đủ những kiến thức sâu rộng về máy công cụ và trang thiết bị

cơ khí cũng như khả năng áp dụng lý luận khoa học thực tiễn sản xuất cho đội ngũ cán bộ khoahọc kỹ thuật là không thể thiếu được Với bài tập lớn này, chúng em xin nêu ra 1 loại máy giacông kim loại chủ yếu và quan trọng trong nghành công nghiệp nặng của nền kinh tế quốc dân

với các loại máy cắt kim loại mà cụ thể là nhóm “Máy tiện T14L”

Với những kiến thức đã được trang bị, sự hướng dẫn nhiệt tình của các thầy giáo cũngnhư sự cố gắng cuả bản thân Đến nay nhiệm vụ bài tập lớn được giao cơ bản chúng em đãhoàn thành Do trình độ có hạn và kinh nghiệm còn hạn chế, vì vậy mà trong quá trình thực

hiện và toàn bộ quá trình phân tích giới thiệu máy " Máy tiện T14L " có thể còn nhiều hạn chế

và không tránh khỏi sai sót Kính mong Thầy và các bạn góp ý để chúng em có cơ hội bổ sungvào vốn kiến thức của mình Và đây cũng là dịp để chúng em kiểm tra lại kiến thức về máycông cụ sau khi đã hoàn thành bài tập lớn của mình

Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Việt Hồng đã chỉ bảo và hướng dẫn tận tình

để chúng em hoàn thành bài tập lớn này !

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 2

I/ Giới thiệu máy tiện T14L: 5

1 Vai trò 5

2 Chức năng 5

3 Thị trường 6

4 Chuyển động có trên máy 6

5 Phân loại máy tiện 8

II Giới thiệu trang thiết bị điện trong mạch động lực 10

1 Khái niệm mạch động lực 10

2 Vai trò của mạch động lực đối với máy tiện TL14 10

3 Các trang thiết bị trên mạch động lực 10

III Giới thiệu trang thiết bị điện trong mạch điều khiển 19

IV/ Ví dụ một sơ đồ mạch của máy 23

Tài liệu tham khảo 25

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

Hình 1: Hình tổng quát về máy tiện T14L

Hình 2: Hình ảnh minh họa cho việc dao tiện ăn phôi

Hình 3: Hình ảnh thực tế khi tiện

Hình 4 : Mô hình động cơ có mã 3K112S4/2

Hình 5: Sơ đồ nối điện pha 3 pha hình sao

Hình 6: Sơ đồ nối điện 3 pha hình tam giác

Hình 7: Mô phỏng quá trình hoạt động của máy

Hình 8: Aptomat (MCCB1, MCCB2)

Hình 9: Rơ le nhiệt Schneider

Hình 10: Contactor – Khởi động từ S-T50 của Mitsubishi

Hình 11 : Sơ đồ nguyên lí mạch động lực và điều khiển của máy tiện T14L Hình 12: Sơ đồ mạch động lực và mạch điều khiển vẽ trên AutoCad Electrical

I/ Giới thiệu máy tiện T14L:

(Lathe Machine , 2020) Máy tiện T14L là một trong những dòng máy tiện thông dụng

được sử dụng rộng rãi trong các ngành cơ khí, chế tạo máy Đây là loại máy tiện được thiết kế

để gia công các chi tiết dạng tròn xoay, như trục, vòng, ren, và các bề mặt trụ hoặc côn

Hình 1: Hình tổng quát về máy tiện T14L

2 Chức năng:

-Tiện trụ ngoài và trụ trong :

+ Gia công các bề mặt trụ ngoài (tiện thô, tiện tinh)

+ Gia công lỗ trụ trong ( khoét, doa)

-Tiện côn: Gia công các bề mặt côn với góc nghiêng chính xác

-Tiện ren : Cắt ren ngoài và ren trong , bao gồm các loại ren hệ met , hệ inch, ren thanghoặc ren vuông

-Tiện mặt đầu : Gia công làm phẳng bề mặt đầu của chi tiết

-Gia công các chi tiết phức tạp nhờ các bộ phận phụ trợ

3 Thị trường:

- Máy tiện T14L được sử dụng rộng rãi tại các nhà máy, xưởng cơ khí từ quy mô nhỏ đếnlớn Nhờ giá cả hợp lý, dòng máy này rất phù hợp với nhu cầu của các doanh nghiệp cơ khíViệt Nam

- Ngoài ra, máy tiện T14L cũng được xuất khẩu sang các nước đang phát triển, nơi nhucầu về các máy tiện chất lượng với giá phải chăng rất cao

4 Chuyển động có trên máy:

- Chuyển động tạo hình bao gồm mọi chuyển động tương đối giữa dao và phôi dựa trên

bề mặt gia công

- Các chuyển động chính trong máy tiện: Là chuyển động tạo ra tốc độ cắt chính đó làchuyển động quay của phôi

- Hai chuyển động trên đây đều là chuyển động cơ bản của máy : (ĐCP, Chương 2)

 Xích chuyển động chính: Là đường nối liền từ dao cắt đến trục chính

Truyền động chính cần được đảo chiều quay để đảm bảo quay chi tiết theo cả hai chiều, ví

dụ khi tiện ren trái và phải, phạm vi điều chỉnh tốc độ trục chính D < (40 125)/1 với độ trơnđiều chỉnh = 1.06 và 1.21 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% khi phụ tải thay đổi từ không đến định mức.Quá trình khởi động, hãm yêu cầu phải bôi trơn, tránh va đập trong bộ truyền Hệ thống truyềnđộng chính thường là động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc và hộp tốc độ có vài cấp tốc độ

 Xích chạy dao: Là đường nối liền giữa khâu chấp hành với nhau để kết hợp hai chuyểnđộng tạo hình phức tạp.

Truyền động ăn dao cần phải đảo chiều quay để đảm bảo ăn dao hai chiều Đảo chiều bàndao có thể thực hiện bằng đảo chiều động cơ điện hoặc dùng khớp ly hợp điện tử Phạm vi điềuchỉnh tốc độ của truyền động ăn dao thường là D = (50 300)/1 với độ trơn điều chỉnh  = 1.06

và 1.21 và mômen không đổi (M = const)

Ở chế độ làm việc xác lập, độ sai lệch tĩnh yêu cầu nhỏ hơn 5% khi phu tải thay đổi từkhông đến định mức Động cơ cần khởi động và hãm êm Ở máy tiện T14L thường truyền động

ăn dao được thực hiện từ động cơ truyền động chính

Hình 2: Hình ảnh minh họa cho việc dao tiện ăn phôi

Hình 3: Hình ảnh thực tế khi tiện

5 Phân loại máy tiện:

Về mặt kết cấu và công cụ máy tiện nói chung (bao gồm T14L) được phân ra:

- Theo cấu trúc máy:

+ Máy tiện T14L thuộc dòng máy tiện vạn năng cỡ nhỏ, nghĩa là nó có thể thực hiệnnhiều loại thao tác như tiện trụ, tiện ren, tiện lỗ, tiện côn, và gia công các chi tiết phức tạp.+ T14L là loại máy tiện có trục ngang

- Theo mục đích sử dụng:

+ Máy T14L được thiết kế để phục vụ gia công đa năng trong các xưởng cơ khí, chủ yếudùng trong sản xuất vừa và nhỏ hoặc cho các công việc gia công đơn lẻ

+ Không phải dòng chuyên biệt để sản xuất hàng loạt hoặc với tốc độ cao

- Theo kích thước và khả năng gia công:

+ T14L thường thuộc nhóm máy tiện cỡ nhỏ với khả năng gia công các chi tiết có đườngkính và chiều dài vừa phải

+ Thông thường, đường kính gia công tối đa của máy này sẽ nhỏ hơn các máy tiện côngnghiệp lớn

- Theo nguồn động lực:

+ T14L sử dụng truyền động cơ khí với hệ thống bánh răng, trục vít, và dây đai, chưa tíchhợp CNC.

+ Động cơ điện được sử dụng để điều khiển các chuyển động quay của trục chính và dichuyển bàn dao

- Theo hệ thống điều khiển:

+ Máy tiện T14L là máy điều khiển hoàn toàn bằng tay, không có chức năng điều khiển

số (CNC)

II Giới thiệu trang thiết bị điện trong mạch động lực

1 Khái niệm mạch động lực.

- Mạch động lực là một phần của hệ thống điện được thiết kế để cung cấp điện năng chocác thiết bị có công suất tiêu thụ lớn, thường là các động cơ điện hoặc thiết bị công nghiệp đây

là mạch trực tiếp thực hiện các nhiệm vụ tạo động lực cơ học cho hệ thống

- Chức năng: cấp điện trực tiếp cho động cơ Điều khiển cũng như bảo vệ mạch trong

quá trình hoạt động của thiết bị

- Phạm vi hoạt động: chỉ tập trung vào nhiệm vụ cấp nguồn và điều khiển trực tiếp hoạt

động tiêu thụ điện năng Không bao gồm các thiết bị điều khiển gián tiếp hoặc kiểm soát tínhiệu

- Vai trò: đảm bảo cung cấp điện năng trong quá trình hoạt động, kết hợp với mạch điều

khiển để vận hành thiết bị mượt mà với độ an toàn cao

2 Vai trò của mạch động lực đối với máy tiện TL14

- Máy tiện T14L là máy tiện vạn năng, có thể thực hiện hầu hết các công việc tiện.Trong hệ thống máy tiện T14L mạch động lực đóng vai trò cung cấp điện năng để thực hiệncác chuyển động chính Cụ thể hơn là các hoạt động của 2 động cơ chính Động cơ đầu tiên làđộng cơ chính (3K112S4/2), động cơ thứ 2 là động cơ bơm nước 2K63, các thiết bị trên mạchđộng lực được lựa chọn và bố trí nhằm tối ưu hóa chi phí vận hành cũng như năng suất làmviệc đồng thời đáp ứng các tiêu chuẩn kĩ thuật theo quốc gia sở tại

3 Các trang thiết bị trên mạch động lực ( ĐCN, Dtech)

Nguồn điện; động lực 380V, điều khiển 380V chiếu sáng 24-36V, tín hiệu 220V

- Động cơ chính

+ Động cơ 1: động cơ có mã 3K112S4/2 ( HEM, VIHEM)

Hình 4 : Mô hình động cơ có mã 3K112S4/2

- Động cơ 3K112S4/2 là một động cơ 3 pha roto lồng sóc có thể chuyển động với 2 tốc

độ khác nhau, tốc độ nhanh (2 cực) và tốc độ chậm (4 cực)

Vai trò đối với máy tiện T14L: điều khiển tốc độ quay của trục chính để phù hợp với

từng yêu cầu gia công Có 2 cấp tốc độ đễ tùy biến tiện tinh hoặc thô lúc gia công

Các loại đấu nối: nối sao và tam giác, điện áp danh nghĩa kí hiệu 220/380 biểu hiện

động cơ này có 2 chế độ đấu nối, tùy vào thời điểm t, động cơ sẽ có chế độ phù hợp cho tác vụcần thực hiện

Đấu sao (380V): kiểu nối sao, 3 đầu dây của cuộn Stator được nối vào nhau tại 1 điểm

trung tính hay còn gọi là điểm sao, 3 đầu còn lại nối với nguồn điện 3 pha (MĐ 3 pha

HS&TG)

+ Ưu điểm chính của đấu nối sao là giảm điện áp trên mỗi cuộn dây, làm giảm dòngđiện khởi động và mô-men xoắn ban đầu của động cơ.giúp động cơ khởi động nhẹ nhàng vàgiảm dòng khởi động

Thường được sử dụng khi cần vận hành ở mức điện áp cao hoặc trong giai đoạn khởi động của động cơ.

Hình 5: Sơ đồ nối điện pha 3 pha hình sao

Đấu tam giác (220V): Ở kiểu đấu này, các cuộn dây stator được nối thành một vòng

kín, đầu của cuộn dây này nối với cuối của cuộn dây kia, tạo thành hình tam giác Ba điểm nối

được kết nối với nguồn điện 3 pha (MĐ 3 pha HS&TG, Link)

+Ưu điểm: Đấu nối tam giác cho phép động cơ vận hành với công suất tối đa vì mỗi cuộn dây chịu toàn bộ điện áp của nguồn

Thường được sử dụng khi động cơ chạy ở chế độ tải lớn hoặc khi điện áp nguồn

phù hợp với điện áp danh định của cuộn dây.

cơ sử dụng nguồn điện xoay chiều 3 pha, việc chuyển đổi linh hoạt giữa đấu nối sao và tam giác là vô cùng quan trọng, Đấu nối sao giúp động cơ khởi động an toàn và tiết kiệm năng lượng, trong khi đấu nối tam giác đảm bảo hiệu suất và công suất tối đa khi vận hành ổn định Cơ chế chuyển đổi này rất phổ biến trong các hệ thống máy móc công nghiệp sử dụng động cơ 3 pha.

Hình 7: Mô phỏng quá trình hoạt động của máy

Hình ảnh trên mô phỏng tương đối đơn giản quá trình hoạt động của động cơ chính trênmáy tiện, cung cấp nguồn điện đầu vào và tùy chọn tốc độ quay ban đầu thông qua tỉ số truyềngiữa các bánh răng sẽ cho ra tốc độ đầu ra tùy ý theo người vận hành

- Động cơ 2: máy bơm nước 2K63

+ Máy bơm 2K63 là máy bơm dung dịch làm mát, có vai trò vô cùng quan trọng trongviệc tản nhiệt cho các chi tiết trong quá trình gia công,

+ Máy bơm có thông số làm việc như sau: 0.12kW 220/380V: 3000 v/p

- Aptomat (MCCB1, MCCB2)

Hình 8: Aptomat (MCCB1, MCCB2)

Vai trò của Aptomat đối với máy tiện T14L:

+ Bảo vệ khi quá tải, nếu dòng điện trong mạch vượt quá giá trị định mức, aptomat sẽ

tự động đóng ngắt mạnh để bảo vệ động cơ, dây dẫn và các thiết bị khác được an toàn

+ Bảo vệ ngắn mạch, trong trường hợp xảy ra ngắn mạch Aptopmat sẽ ngắt mạch ngay

tức, từ đó hạn chế rủi ro cho thiết bị

+ Tích hợp đóng/ ngắt tự động: ngoài chức năng bảo vệ, aptomat còn được sử dụng như

là một công tắc trong mạch động lực, giúp kĩ sư vận hành dễ dàng xử lí các sự cố trong quátrình làm việc, bên cạnh đó khi bị rò điện, aptomat còn ngắt điện giúp giảm nguy cơ gây nguyhại cho người thực hiện

- Rơ le nhiệt (RN)

Hình 9: Rơ le nhiệt Schneider

Vai trò: trong máy tiện T14L, RN dùng để bảo vệ động cơ chính và cả động cơ phụ,

thường được lắp cùng với contactor trong mạch động lực, giúp tự động ngắt khi dòng điện vượtngưỡng

Đảm bảo an toàn khi vận hành: rơ le nhiệt giúp bảo vệ con người và thiết bị điện tránh

gọi các tai nạn không mong muốn, những sự cố về điện trong quá trình vận hành

Tăng tuổi thọ cho máy tiện: nhờ có chức năng bảo vệ kịp thời, rơ le nhiệt giúp giảm áp

lực làm việc quá tải lên các thành phần cơ điện, kéo dài tuổi thọ của hệ thống

- Khởi động từ (contactor)

Hình 10: Contactor – Khởi động từ S-T50 của Mitsubishi

Vai trò: điều khiển động cơ chính, cấp hoặc đóng nguồn cho động cơ chính cũng như

động cơ phụ (bơm nước) khi khởi động hoặc dừng thao tác, bên cạnh đó contactor thườngxuyên đi cùng với rờ le nhiệt, cặp khí cụ này đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ mạchđộng lực cũng như vận hành máy tiện

Hoạt động cơ bản: khi cấp nguồn cho cuộn dây, lực từ hút sẽ đóng các tiếp điểm chính

và cấp điện cho tải Khi mất nguồn điều khiển, lực từ không còn, lò xo hồi vị sẽ mở các tiếpđiểm chính, ngắt nguồn điện

Dây dẫn:

Do tính đặc thù máy tiện làm việc trong môi trường công nghiệp với điện 3 pha nên dâydẫn trong mạch động lực nói riêng và máy tiện nói chung phải có các đặc tính ưu việt hơn cácloại sử dụng trong điện dân dụng thông thường dây dẫn trong máy tiện có thể có những đặcđiểm được liệt kê như sau:

+ Khả năng chịu dòng cao: đặc biệt dây dẫn trong mạch động lực phải có khả năng chịudòng cao hơn trong mạch điều khiển do được nối trực tiếp với các động cơ chính, các động cơnày có công suất khá cao

+ Khả năng chịu nhiệt tốt, cách điện tốt, chịu va đập cơ học và hóa học tốt

+ Phù hợp với chuẩn công nghiệp: phải tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế như IEC hoặc Ul

để đảm bảo độ bền kể trên

III Giới thiệu trang thiết bị điện trong mạch điều khiển

- Sơ đồ nguyên lí mạch động lực và mạch điều khiển: ( ĐCP, Chương 2)

Hình 11 : Sơ đồ nguyên lí mạch động lực và điều khiển của máy tiện T14L

- Khái niệm mạch điều khiển

Là mạch xử lý, điều khiển các hoạt động của máy và hoạt động theo trình tự định trướcbằng cách điều khiển các khí cụ điện được thiết lập để phục vụ cho việc thực hiện trình tự địnhtrước kia Đối với các máy càng có nhiều yêu cầu thì mạch càng phức tạp và cần nhiều dâyhơn, tốn kém mà kém hiệu quả

- Chức năng mạch điều khiển

Mạch điều khiển máy tiện T14L có 2 chức năng:

+ Điều khiển thay đổi chiều quay động cơ

+ Điều khiển thay đổi chế độ đấu dây (sao-tam giác)

- Giải thích khí cụ điện

-Nút nhấn D: Là một tiếp điểm thường đóng có chức năng ngắt mạch điện khi nhấn nút

+ Contactor K1: điều khiển đóng ngắt dòng điện điều khiển chế độ quay chiều thuận+ Contactor K2: điều khiển đóng ngắt dòng điện điều khiển chế độ quay chiều nghịch+ 2 tiếp điểm khóa chéo K1-K2 (tại điểm nối 9-11 và 15-17): là các tiếp điểm thườngđóng có nhiệm vụ đảm bảo không bao giờ có dòng điện đồng thời đi vào cả hai cuộn dâycontactor K1 và K2 để ngăn tình trạng ngắn mạch do tiếp xúc giữa 2 dòng điện đảo pha động

cơ bằng cách luân phiên đóng ngắt 2 tiếp điểm K1 và K2 (nếu K1 đóng thì K2 mở và ngượclại)

+ Xoay chuyển mạch CM: là công tắc chuyển đổi nguồn điện cấp vào các nhánh khí cụđiện nhằm thực hiện các chế độ đấu dây sao và tam giác trong mạch động lực

+ Tiếp điểm khóa chéo K4,K5-K3(tại điểm nối 5-21 và 5-23): là các tiếp điểm thườngđóng có nhiệm vụ đảm bảo không bao giờ có dòng điện đồng thời đi vào các cuộn dâycontactor K3 và K4//K5 để ngăn tình trạng ngắn mạch do tiếp xúc giữa 2 dòng điện của 2 chế

độ đấu dây bằng cách luân phiên đóng ngắt các tiếp điểm K3 và K4, K5 (nếu K3 đóng thì K4,K5 mở và ngược lại)

+ Contactor K3: điều khiển đóng ngắt dòng điện đấu nối tam giác

+ Contactor K4,K5: điều khiển đóng ngắt dòng điện đấu nối sao

+ Rơ le nhiệt: bản chất là một tiếp điểm thường đóng sẽ được mở ra để ngắt dòng điệnkhi sự quá tải về nhiệt làm giãn nở kết cấu các thanh kim loại trong rơ le nhiệt làm hở tiếp điểmtrên

Máy biến áp:

+ Cuộn sơ cấp: được nối với nguồn 380V