Đề tài : Thiết kế hệ thống truyền động ăn dao máy doa ngang 2620 dùng hệ Chỉnh lưu – động cơ một chiều pptx

TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài : Thiết kế hệ thống truyền động ăn dao máy doa ngang 2620 dùng hệ Chỉnh lưu – động cơ một chiều GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 1 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trước hết em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với các thầy giáo, cô giáo trong Khoa Điện – trường Đại học SPKT Vinh đã dạy dỗ và trang bị cho em những kiến thức chuyên ngành quý giá trong những năm học vừa qua. Đặc biệt là Th.S Vũ Anh Tuấn - Người đã trực tiếp hướng dẫn em thực hiện đề tài này. Qua đây em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp của mình. Do trình độ và thời gian nghiên cứu có hạn chế, nên không tránh khỏi những thiếu sót, nhược điểm. Vì vậy, em rất mong nhận được sự quan tâm, đóng góp ý kiến một cách thẳng thắn, chân thành của các thầy, cô giáo trong Khoa và độc giả để đề tài ngày càng hoàn thiện, đầy đủ, có ý nghĩa cả trong lý luận và ngoài thực tiễn. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn! Vinh, ngày 30 tháng 3 năm 2011. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thắm GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 2 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ TRONG ĐỒ ÁN Hình 1-1: Hình dạng bên ngoài của máy doa Error: Reference source not found DANH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT TT KÝ HIỆU NỘI DUNG GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 3 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1. Đ Động cơ 2. ĐB Đồng bộ 3. BBĐ Bộ biến đổi 4. STĐ Sức từ động 5. MFT Máy phát tốc 6. MBA Máy biến áp 7. BAX Biến áp xung 8. KĐTG Khuếch đại trung gian 9. KĐTT Khuếch đại thuật toán 10. MĐKĐ Máy điện khuếch đại MỤC LỤC GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 4 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU Cuộc cách mạng khoa học công nghệ ngày càng phát triển mạnh mẽ đáp ứng được các yêu cầu đặt ra trong lĩnh vực hiện đại hóa các trang thiết bị máy móc phục vụ cho quá trình sản xuất. Để đáp ứng được công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa, nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm được sức lao động và tiết kiệm chi phí, hạ giá thành thì việc thiết kế, tính toán để chế tạo máy móc là một khâu rất quan trọng đòi hỏi người thiết kế phải nắm vững quy trình sản xuất của từng loại máy. Đồng thời, dựa vào việc so sánh các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của các phương án nhằm mục đích đảm bảo được các máy móc thiết bị khi chế tạo ra là tối ưu nhất. Chính vì vậy, qua đợt làm đồ án tốt nghiệp này là một lần nữa giúp em có thêm cơ hội, thời gian để tìm hiểu và học tập một cách sâu hơn, cụ thể hơn về lý thuyết trang bị điện. Đó chính là bài học kinh nghiệm quan trọng và vô cùng ý nghĩa đối với những kỹ sư tương lai như chúng em. Nhận thức tầm quan trọng đó em đã làm việc với tinh thần nghiêm túc, vận dụng những kiến thức của bản thân, những ý kiến đóng góp của bạn bè và đặc biệt là sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 5 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP của Th.S Vũ Anh Tuấn đã giúp em khắc phục được những thiếu sót và yếu điểm của mình. Xuất phát từ những yêu cầu thực tế, bản đồ án này sẽ nghiên cứu “Thiết kế hệ thống truyền động ăn dao máy doa ngang 2620 dùng hệ Chỉnh lưu – động cơ một chiều”. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán cụ thể như sau: 1. Giới thiệu về máy doa 2620A 2. Thiết kế mạch lực hệ truyền động 3. Thiết kế mạch phát xung điều khiển 4. Xây dựng và thuyết minh sơ đồ nguyên lý hệ truyền động 5. Xây dựng sơ đồ cấu trúc của hệ truyền động 6. Xét ổn định và hiệu chỉnh hệ thống 7. Mô phỏng hệ thống và chạy trên phần mềm Matlab. PHẦN I: GIỚI THIỆU VỀ MÁY DOA NGANG 2620A 1. Chức năng, công dụng của máy doa Máy doa ngang 2620A nằm trong nhóm máy cắt gọt kim loại thứ ba. Đây là loại máy có vai trò quan trọng trong nền công nghiệp. Loại máy này có hệ thống trang bị điện hiện đại, nó có thể gia công được nhiều loại chi tiết khác nhau, khả năng công nghệ của nó có thể dùng để doa, khoan, khoét, phay với các nguyên công sau: - Nguyên công doa: Thường doa các lỗ hình côn, hình trụ, các mặt phẳng vuông góc với nhau có độ định tâm cao. - Nguyên công tiện: Khi nắp lưỡi dao tiện thì có thể tiện trong, cắt mặt đầu, cắt ren Với nguyên công cắt ren thì truyền động ăn dao được truyền từ trục chính. - Nguyên công khoan: Khi cần gia công các lỗ có độ định tâm cao ta có thể thực hiện trên máy doa, nguyên công này thường nặng nề nhất. - Nguyên công phay: Phay mặt đầu, phay mặt phẳng, phay mặt trong, phay mặt ngoài. 2. Phân loại máy doa GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 6 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Máy doa có nhiều loại khác nhau với kích cỡ, công dụng và mức độ chuyên môn hoá khác nhau. Ta có thể phân loại máy doa theo các cách sau: - Phân loại theo chức năng, công dụng: + Máy khoan, khoét + Máy doa - Phân loại theo chuyển động: + Doa đứng: Dao quay theo phương thẳng đứng + Doa ngang: Dao quay theo phương nằm ngang - Phân loại theo mức độ trang bị điện: + Loại đơn giản: Thường dùng động cơ KĐB không có điều chỉnh tốc độ về điện. + Loại trung bình thường dùng động cơ KĐB điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi số đôi cực hoặc dùng động cơ một chiều nhưng là hệ thống hở. + Loại phức tạp: Dùng động cơ một chiều kích từ độc lập điều khiển theo hệ kín hoặc có thể điều khiển theo chương trình. Đây là loại máy doa gia công có độ chính xác rất cao. - Phân loại theo trọng lượng của máy ta có: + Loại nhỏ: Trọng lượng của máy nhỏ hơn 10 tấn + Loại trung bình: Trọng lượng của máy từ 10 - 100 tấn + Loại lớn: Trọng lượng máy lớn hơn 100 tấn. 3. Kết cấu của máy doa 2620A Thân máy: Là phần cố định so với bệ máy, có kết cấu hình chữ U, hai đầu có hai ụ Ụ chính: Nằm trên thân máy, có thể chuyển động tịnh tiến so với thân máy. Động cơ trục chính được gắn vào thân máy cùng với hộp tốc độ, quá trình di chuyển được thực hiện nhờ trục chính hoặc động cơ chạy dao. Ụ trục phụ: Nằm trên thân máy, có thể chuyển động tịnh tiến nhờ động cơ ăn dao hoặc bằng tay. Khi gia công chi tiết có đòi hỏi độ chính xác cao thì nó có tác dụng giữ dao. Bàn máy: Được bố trí giữa hai ụ, có thể di chuyển ngang, dọc, qua trái, qua phải. 4. Đặc điểm công nghệ Đặc điểm của máy doa là có thể gia công đồng thời nhiều lỗ có trục song song hoặc trục thẳng góc với nhau. GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 7 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Máy doa ngang dùng để gia công các chi tiết cỡ trung bình và nặng. Hình dạng của máy được mô tả như sau: Hình 1-1: Hình dạng bên ngoài của máy doa Trên bệ máy 1 đặt trụ trước 6, trên đó có ụ trục chính 5. Trụ sau 2 có đặt giá đỡ 3 để giữ trục dao trong quá trình gia công. Bàn quay 4 gá chi tiết có thể dịch chuyển theo chiều ngang hoặc dọc bệ máy. Ụ trục chính có thể chuyển động theo chiều thẳng đứng cùng trục chính. Bản thân trục chính có thể chuyển động theo phương ngang. Chuyển động chính là chuyển động quay của dao doa (trục chính). Chuyển động ăn dao có thể là chuyển động ngang, dọc của bàn máy mang chi tiết hay di chuyển dọc của trục chính mang đầu dao. Chuyển động phụ là chuyển động thẳng đứng của ụ dao vv… 5. Yêu cầu đối với truyền động điện máy doa 5.1. Truyền động chính Yêu cầu cần phải đảo chiều quay, phạm vi điều chỉnh tốc độ D = 130/1 với công suất không đổi, độ trơn điều chỉnh ϕ = 1,26. Hệ thống truyền động chính cần phải hãm dừng nhanh. Hiện nay hệ truyền động chính máy doa thường sử dụng động cơ không đồng bộ Roto lồng sóc và hộp tốc độ (động cơ có một hay nhiều cấp tốc độ). Ở những máy doa cỡ nặng có thể sử dụng động cơ điện 1 chiều, điều chỉnh tốc độ trơn trong phạm vi rộng. Nhờ vậy có thể giảm kết cấu, mặt khác có thể hạn chế được mômen ở vùng tốc độ thấp bằng phương pháp điều chỉnh tốc độ hai vùng. 5.2. Truyền động ăn dao Phạm vi điều chỉnh tốc độ của truyền động ăn dao D = 1500/1. GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 8 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Lượng ăn dao được điều chỉnh trong phạm vi 2mm/ph ÷ 600mm/ph. Khi di chuyển nhanh có thể đạt tới 2,5m/ph ÷ 3m/ph. Lượng ăn dao (mm/ph) ở những máy cỡ nặng yêu cầu được giữ không đổi khi tốc độ trục chính thay đổi. Đặc tính cơ cần có độ cứng cao, với độ ổn định tốc độ < 10%, hệ thống truyền động ăn dao phải đảm bảo độ tác động nhanh cao, dừng máy chính xác đảm bảo sự liền động với truyền động chính khi làm việc tự động. Ở những máy doa cỡ trung bình và nặng, hệ thống truyền động ăn dao sử dụng hệ thống khuếch đại máy điện - động cơ một chiều hoặc hệ thống T – Đ. 5.3. Thông số kỹ thuật Máy doa ngang 2620A là loại máy doa vạn năng dùng để gia công lỗ đã khoan hoặc khoét mà kích thước giữa các tâm lỗ yêu cầu độ chính xác tuyệt đối cao từ cấp 9 đến cấp 7 và r a = 6,3 ÷ 1,25μm. Với dao doa có chất lượng tốt, chọn chế độ cắt và để lượng dư phù hợp, doa có thể đạt độ chính xác cấp 6. Doa đạt độ cứng vững cao, lưỡi cắt thường bố trí không đối xứng nên khắc phục được độ rung động. Ngoài ra còn thực hiện một số nguyên công phụ khác như: khoan, phay bằng dao phay mặt đầu, gia công ren Máy doa 2620A là máy có kích thước cỡ trung bình Đường kính trục chính: 90 (mm) Công suất truyền động chính: 10(kw) Tốc độ quay trục chính điều chỉnh trong phạm vi: (12,5 ÷ 1600) vg/ph Công suất động cơ ăn dao: 2,1(kw) Tốc độ ăn dao có thể điều chỉnh được trong phạm vi: (2,1 ÷ 1500)vg/ph và tốc độ lớn nhất có thể đạt tới 3000vg/ph. 6. Các chế độ vận hành của máy Truyền dộng ăn dao nhờ hai chế độ vận hành bằng tay hoặc tự động. Trong quá trình vận hành có thể thưc hiện chạy nhanh bàn dao bằng phương pháp giảm từ thông động cơ. Chỉnh định tọa độ của ụ, trục nhờ hệ kính phóng đại quang học. Điều khiển máy nhờ các nút bấm và tay gạt, chúng được bố trí trên hai ụ máy. 7. Các yêu cầu trang bị điện cho truyền động ăn dao của máy doa 2620A GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 9 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trong máy doa ngang 2620A truyền động ăn dao là truyền động phức tạp nhất, nó đòi hỏi hệ thống trang bị điện có mức độ tự động hoá cao. Truyền động dùng động cơ một chiều kích từ độc lập có các yêu cầu về chỉ tiêu chất lượng như: 7.1 Phạm vi điều chỉnh tốc độ Truyền động ăn dao của máy doa ngang 2620A có yêu cầu phạm vi tốc độ rộng, dải điều chỉnh được đặc trưng bởi hệ số: 1 1500 min max == n n D 7.2. Độ trơn khi điều chỉnh Vì máy làm việc ở nhiều chế độ gia công khác nhau như doa lỗ có đường kính lớn thì cần tốc độ nhỏ, còn khi phay thì cần tốc độ lớn. Để đảm bảo chất lượng gia công bề mặt có độ bóng từ cấp 6 ÷ 9 thì tốc độ phải được điều chỉnh vô cấp. ϕ = = + n n i i 1 1 7.3. Độ ổn định tốc độ khi làm việc Để đảm bảo duy trì ổn định tốc độ đạt mức chính xác cao ngay cả khi tốc độ truyền động chính thay đổi. Khi phụ tải biến đổi từ 0 ÷ M max thì yêu cầu độ sụt tốc độ là: ∆n n n n i dmi i = − ≤ ÷ 0 0 3 5( )% 7.4. Sự phù hợp giữa đặc tính điều chỉnh và đặc tính cơ Truyền động ăn dao của máy bao gồm các chuyển động tịnh tiến, nếu mô men cản M C do lực kéo ăn dao qui định thì nó phải đảm bảo phụ tải có mô men M lớn nhất. Nếu yêu cầu mô men M = const thì M max này được xác định bởi lực ăn dao, bao gồm: lực kéo F x , tổn hao ma sát trên gờ trượt của máy. Trong hầu hết phạm vi điều chỉnh ở vùng tốc độ thấp lực ăn dao bị hạn chế bởi chiều sâu cắt do F x không đạt tới trị số cực đại mà phụ tải vào tốc độ ăn dao. Mà vùng tốc độ cao, lực ăn dao còn phụ thuộc vào công suất của truyền động chính, vì những cấp ăn dao cực đại chỉ sử dụng với các cấp tốc độ chính xác cực đại, do đó có thể dẫn tới quá tải và gây nguy hiểm cho truyền động chính. Mặt khác, cũng với cấp tốc độ này thường dùng để gia công tinh lên lực ăn dao không GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 10 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm [...]... 2 nửa chu kỳ, chỉnh lưu hình cầu, chỉnh lưu hình tia - Theo sự điều khiển c : Chỉnh lưu không điều khiển, chỉnh lưu có điều khiển, chỉnh lưu bán điều khiển 2 Một số hệ truyền động T – Đ Hệ truyền động T – Đ là hệ truyền động động cơ một chiều kích từ độc lập, điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động cơ hoặc thay đổi điện áp đặt vào phần cảm của động cơ thông qua các... CHỈNH LƯU - ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU 1 Hệ truyền động chỉnh lưu – động cơ một chiều GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 16 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm  TRƯỜNG ĐHSPKT VINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hệ truyền động chỉnh lưu – động cơ một chiều là bộ chỉnh lưu liên hệ nguồn xoay chiều với tải một chiều, nghĩa là đổi điện áp xoay chiều của nguồn thành điện áp một chiều trên phụ tải Điện áp một chiều trên tải không được lý tưởng như... Vốn đầu tư mua sắm thiết bị, chi phí vận hành phải hợp lý Giá thành hệ thống thấp, trong khi phải thoả mãn các yêu cầu về kỹ thuật 8 Sơ đồ truyền động ăn dao máy doa ngang 2620 dùng hệ thống máy điện khuếch đại – động cơ một chiều Hệ thống truyền động ăn dao thực hiện theo hệ MĐKĐ có bộ khuếch đại điện tử trung gian, thực hiện theo hệ kín phản hồi âm tốc độ Tốc độ ăn dao được điều chỉnh trong phạm vi... điều chỉnh và ổn định tốc độ động cơ nên ở đây ta chọn bộ biến đổi xoay chiều – một chiều để biến đổi năng lượng điện xoay chiều thành năng lượng điện một chiều bằng việc sử dung tổ hợp máy phát – động cơ, dùng bộ biến đổi một phần ứng, dùng chỉnh lưu vv… Nhưng phổ biến nhất và có hiệu suất cao nhất là sử dụng sơ đồ chỉnh lưu bằng các linh kiện bán dẫn Các sơ đồ chỉnh lưu ứng dụng tính dẫn dòng một chiều. .. nên truyền động điện thực hiện khó khăn và phức tạp hơn truyền động máy phát động cơ Cấu trúc mạch lực cũng như mạch điều khiển hệ truyền động T – Đ đảo chiều có yêu cầu an toàn cao và có lôgic điều khiển chặt chẽ Có 2 nguyên tắc cơ bản để xây dựng hệ truyền động T – Đ đảo chiều: - Giữ nguyên chiều dòng điện phần ứng và đảo chiều dòng kích từ động cơ - Giữ nguyên chiều dòng điện kích từ và đảo chiều. .. Vùng trên tốc độ cơ bản: Nhờ thay đổi dòng điện kích từ (tức là thay đổi từ thông) xuống dưới giá trị định mức qua bộ chỉnh lưu có điều khiển CL 3 ( Kφ dm ) 2 Độ cứng của đặc tính l : β = R+ XK 3 Sơ đồ khối hệ truyền động Tiristor – động cơ (T – Đ ) 3.1 Giới thiệu sơ đ : - : Động cơ một chiều kích từ độc lập kéo máy sản xuất - CL: Bộ biến đổi điện áp xoay chiều thành một chiều - TH & K : Khâu tổng hợp... các loại chỉnh lưu đó chỉ có thể làm việc ở chế độ chỉnh lưu Các bộ chỉnh lưu có điều khiển, không diot ngược có thể trao đổi năng lượng theo cả hai chiều Khi năng lượng truyền từ lưới xoay chiều sang tải một chiều, bộ nguồn làm việc ở chế độ chỉnh lưu, khi năng lượng truyền theo chiều ngược lại (nghĩa là từ phía tải một chiều về lưới xoay chiều) thì bộ nguồn làm việc ở chế độ nghịch lưu trả năng lượng... xoay chiều cùng với một chiều Đầu ra của các sơ đồ chỉnh lưu được coi là một chiều nhưng thực sự là điện áp đập mạch Hoạt động của mạch do nguồn điện xoay chiều quyết định vì nhờ đó mà có thể thực hiện được các chuyện mạch dòng điện giữa các phần tử lực Việc phân loại chỉnh lưu phụ thuộc nhiều yếu t : - Theo số pha c : Chỉnh lưu 1 pha, chỉnh lưu 3 pha - Theo sơ đồ nối c : Chỉnh lưu nửa chu kỳ, chỉnh lưu. .. có máy biến áp nên hệ số cos ϕ thấp - Do vai trò chỉ dẩn dòng một chiều nên việc chuyển đổi chế độ làm việc khó khăn đối với các hệ thống đảo chiều Do có vùng làm việc gián đoạn của đặc tính nên không phù hợp truyền động động cơ tải nhỏ III LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA MẠCH CHỈNH LƯU Để cấp nguồn cho tải một chiều, chúng ta cần thiết kế các bộ chỉnh lưu với mục đích biến đổi năng lượng điện xoay chiều. .. độ 3.3 Họ đặc tính của hệ thống T – Đ GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 19 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm  TRƯỜNG ĐHSPKT VINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trong hệ thống T – Đ, nguồn cung cấp cho phần ứng động cơ là bộ CL Tiristor Dòng điện chỉnh lưu cũng chính là dòng điện phần ứng động cơ Ta có phương trình đặc tính cơ cho hệ T – Đ ở các chế độ dòng l : • Chế độ dòng điện liên tục: Dòng điện chỉnh lưu Id chính là dòng phần . VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài : Thiết kế hệ thống truyền động ăn dao máy doa ngang 2620 dùng hệ Chỉnh lưu – động cơ một chiều GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 1 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG. cứu Thiết kế hệ thống truyền động ăn dao máy doa ngang 2620 dùng hệ Chỉnh lưu – động cơ một chiều . Nội dung các phần thuyết minh và tính toán cụ thể như sau: 1. Giới thiệu về máy doa 2620A 2 yêu cầu về kỹ thuật. 8. Sơ đồ truyền động ăn dao máy doa ngang 2620 dùng hệ thống máy điện khuếch đại – động cơ một chiều Hệ thống truyền động ăn dao thực hiện theo hệ MĐKĐ có bộ khuếch đại điện