đồ án Máy mài 3A161

Máy mài 3A161 máy mài phẳng Máy mài tròn ngoài Máy mài phẳng Hình ảnh máy mài trong thực tế 1 Bộ Công Thương Trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng Khoa: Điện – Điện Lạnh Báo Cáo Trang Bị Điện NHÓM 11 Máy Mài 3A161 Thành viên nhóm 11: Nguyễn văn Hiến Nguyễn Minh Trung Kiều Văn Hoàng Lềnh Trung Quí Yêu cầu: 1). Đặc điểm công nghệ. 2). Các đặc điểm về truyền động điện và trang bị điện. 3). Sơ đồ điều khiển máy mài 3A161. 2 Tìm hiểu chung về công nghệ gia công trên các loại máy mài * Khái niệm mài: mài là một quá trình cơ bản để nâng cao độ chính xác và độ bóng của chi tiết gia công. Máy mài được dùng để gia công tinh những chi tiết sau khi gia công chi tiết đó trên máy tiện phay bào. I. Đặc điểm công nghệ Máy mài có hai loại chính: Máy mài tròn và máy mài phẳng. Ngoài ra còn có các máy khác nhau: máy mài vô tâm, máy mài rãnh , máy mài cắt , máy mài răng… Thường trên máy mài có ụ chi tiết hoặc bàn, trên đó kẹp chi tiết và ụ đá mài, trên đó có trục chính với đá mài. Cả hai ụ đều chặt trên bề máy. 1/ Máy mài tròn: Máy mài tròn có hai loại : máy mài tròn ngoài và máy mài tròn trong. Trên máy mài tròn chuyển động chính là chuyển động là chuyển động quay của đá mài, chuyển động ăn dao là di chuyển tịnh tiến là di chuyển của ụ đá dọc trục ( ăn dao dọc trục) hoặc di chuyển tịnh tiến theo hướng ngang trục ( ăn dao ngang) hoặc chuyển động quay của chi tiết ( ăn dao vòng).Chuyển động phụ là di chuyển nhanh ụ đá hoặc chi tiết vv. a) Máy mài tròn ngoài: Máy mài tròn ngoài: Chia thành máy mài tròn thông thường , máy mài tròn vạn năng và máy mài tròn chuyên dùng.Trên các máy mài tròn thông thường, bàn bên có thể quay đi một góc 7 0 , do đó có thể mài được mặt côn với góc ở đỉnh nhỏ. Trên các máy mài tròn vạng năng, ngoài bàn trên quay được, ụ gá chi tiết và ụ mài cũng có thể quay được quang trục thẳng đứng của nó một góc rất lớn. Do vậy trên các máy mài có thể mài được chi tiết có độ côn lớn , mài được các mặt đầu. Máy mài tròn chuyên dùng sử dụng cho một số chi tiết nhất định như máy mài trục khuỷu. Trên máy mài có thể có một hoặc nhiều trục chính. Các máy mài tròn đặc trưng bởi đường kính chi tiết và chiều dài lớn nhất cho phép của chi tiết mài. Với máy mài tròn thông dụng, đường kính lớn nhất cho phép của chi tiết dao động từ : 100 đến 1600mm, chiều dài lớn nhất cho phép từ 150 đến 12500mm. b) Máy mài tròn trong: Chia thành máy mài tròn trong thông thường, máy mài tròn trong vạn năng, máy mài tròn trong tự động chuyên dùng và máy mài trong bán tự động. Trong hầu hết các máy mài tròn trong ( trừ các máy làmviệc theo phương pháp chạy dao hưóng kính) ụ mài mang trục đá hoặc ụ trước mang chi tiết sẽ thực hiện chuyển động tịnh tiến. Trên các máy mài tròn thông dụng, kho mài lỗ có đường kính từ 6÷800mm, ụ mài sẽ thực hiện chuyển động tịnh tiến, còn ụ trước gá chi tiết quay và đứng tại chỗ. Vì ụ mài có khối lượng nhỏ hơn ụ trước nhiều, do đó sơ đồ chuyển động theo phưong án này cho phép quá trình mài êm hơn , độ Máy mài tròn ngoài Máy mài tròn trong 3 chính xác lỗ gia công cao hơn vì ít ảnh hưỏng của lực ma sát. Ngoài ra ụ trước cố định còn tạo điều kiện trang bị các cơ cấu khí nén và thuỷ lực để tháo gá chi tiết dễ dàng, các cơ cấu kiểm tra kích thước lỗ khi mài, cơ cấu cấp phôi tự động cho máy… Máy mài tròn trong sử dụng để mài các lỗ thông và không thông có tiết diện trụ và côn, mài lỗ và mài mặt đầu trên một lần gá. 2/ Máy mài phẳng Máy mài phẳng có hai loại : Mài bằng biên đá và mặt đầu và mặt đầu. Chi tiết được kẹp chặt trên bàn máy tròn hoặc chữ nhật. ở máy máy mài bằng biên đá , đá mài quay tròn và chuyển động tịnh tiến ngang so với chi tiết, bàn máy mang chi tiết chuyển động tịnh tiến qua lại. Chuyển động quay của đá là chuyển động chính, chuyển động ăn dao là di chuyển của đá ( ăn dao ngang ) hoặc chuyển động của chi tiết ( ăn dao dọc ). ở máy mài bằng mặt đầu đá bàn có thể là tròn hoặc chữ nhật, chuyển động quay của đá mài là chuyển động chính, chuyển động ăn dao là di chuyển ngang của đá ( ăn dao ngang ) hoặc chuyển động tịnh tiến qua lại của bàn mang chi tiết ( ăn dao dọc ). Một số tham số quan trọng của chế độ mài : v = 0,5d ω d . 10 -3 (m/s) Trong đó : d - là đường kính đá mài, mm ω d - tốc độ quay của đá mài rad/s. thông thường : v = 30 ÷ 50 m/s II. Các đặc điểm về truyền động điện và trang bị điện của máy mài 1/ Truyền động chính Thông thường máy mài không yêu cầu điều chỉnh tốc độ, nên sử dụng động cơ không đồng bộ rô to lồng sóc. ở máy mài cỡ ng để duy trì tốc độ cắt là không đổi khi mòn hay kích thước gia công thay đổi, thường sử dụng truyền động động cơ có phạm vi điều chỉnh tốc độ là D = 2÷4 /1 với công suất không đổi ở máy mài trung bình và nhỏ v = 50÷80 m/s nên đá mài có đường kính lớn thì tốc độ quay đá 1000 vg/ ph. ở máy mài có đường kính nhỏ tốc độ đá rất cao. Động cơ truyền động là các động cơ đặc biệt, đá mài gắn trên trục động cơ, động cơ có tốc độ ( 2400÷4800 vg/ ph ) , hoặc có thể lên tới ( 150000÷200000 vg/ ph) . Nguồn của động cơ là các bộ biến tần, có thể là các máy phát tần số cao (BBTquay), hoặc là các bộ biến tần tĩnh ( BBT bằng thyristor). Mô men cản tĩnh trên trục động cơ thường là (15÷20) % mô men định mức. Mô men quán tính của đá và và cơ cấu truyền lực lại lớn: (500÷600)% mô men quán tính của động cơ do đó cần hãm cưỡng bức động cơ quay đá. Không yêu cầu đảo chiều quay động cơ quay đá. 2 / Truyền động ăn dao a. Máy mài tròn : ở máy mài cỡ nhỏ truyền động quay chi tiết dùng động cơ không đồng bộ nhiều cấp tốc độ ( điều chỉnh số đôi cực P) với : D= (2÷4) /1 . ở máy cỡ lớn thì dùng hệ thống bộ biến đổi - động cơ điện một chiều (BBĐ- ĐM) , hệ số KĐT- ĐM có D=10/1với điều chỉnh điện áp phần ứng Truyền động ăn dao dọc của bàn máy tròn cỡ lớn thực hiện theo hệ BBĐ- ĐM với D= ( 20÷25)/1 Truyền động ăn dao ngang sử dụng thuỷ lực. b. Máy mài phẳng : Truyền động ăn dao của ụ đá thực hiện lặp lại nhiều chu kì, sử dụng thuỷ lực. Truyền động ăn dao tịnh tiến qua lại của bàn dùng hệ truyền động một chiều với D = (8÷10) /1 3. Truyền động phụ Sử dụng động cơ không đồng bộ ro to lồng sóc 4. Đặc tính cơ bản của máy mài: Đặc tính của cơ cấu sản xuấ được khái quát bằng phương trình 4 ( ) q dm 0 M dm M o M c M         −+= ω ω Trong đó: M w : Mô mên ứng với tốc đô w = 0 M ®m : Mô mên ứng với tốc độ định mức w ®m M c : Mô men ứng với tốc độ w q: Số mũ phụ thuộc vào loại cơ cấu sản xuất với máy mài nói riêng và máy cắt gọt kim loại nói chung, q thường nhận hai giá trị q = 1 (ứng với truyền động chính Mc = 1/w và p = Const) và q = 0 (ứng với truyền động ăn dao Mc = Mđ = Const). Trong thực tế, đặc tính cơ cấu của sản xuất không giữ được cố định theo một quy luật trong toàn bộ phạm vi điều chỉnh tốc độ mà thay đổi theo điều kiện công nghệ hoặc điều kiện tự nhiên. Đối với truyền động chính của máy mài mòn, nói chung công suất không đổi (p = Const) khi tốc độ thay đổi còn mô men tỷ lệ ngược với tốc độ Mc = 1/w. Như vậy, ở tốc độ thấp mô men có thể lớn nên kích thước các bộ phận cơ khí phải chọn lớn lên, điều đó không có lợi. Mặt khác, thực tế sản xuất cho thấy rằng các tốc độ thấp chỉ dùng cho các chế độ làm việc nhẹ (Fz và pz phải nhỏ) vì vậy ở vùng tốc độ thấp, người ta giữ mô men không thay đổi còn công suất thay đổi theo quan hệ bậc nhất với tốc độ. Đối với truyền động ăn dao nói chung, mô men không thay đổi khi điều chỉnh tốc độ. Tuy nhiên, ở vùng tốc độ thấp, lượng ăn dao nhỏ, lực cắt Fz bị hạn chế bởi chiều sâu cắt tới hạn t. Trong vùng này, khi tốc độ ăn dao giảm, lực ăn dao và mô men ăn dao cũng giảm theo. ở vùng tốc độ cao, tương ứng với tốc độ Vz của truyền động chính cũng phải lớn, nếu giữ Fad lớn như cũ thì công suất truyền động sẽ quá lớn, do đó cho phép giảm nhỏ lực ăn dao vùng này, mô men truyền động ăn dao cũng giảm theo. Truyền động chính truyền động ăn dao Một hệ thống truyền động điện có điều chỉnh gọi là tốt nếu đặc tính điều chỉnh của nó giống đặc tính cơ của máy. Khi đó, động cơ được sử dụng hợp lý nhất tức là có thể làm việc đồng tải ở mọi tốc độ. Nhờ đó, hệ thống truyền động đạt được các chỉ tiêu năng lượng cao. Nói cách khác, có thể lựa chọn động cơ có kích thước nhỏ nhất cho máy. Đặc tính điều chỉnh của truyền động điện là quan hệ giữa công suất hoặc mô men của động cơ với tốc độ động cơ một chiều kích từ độc lập, khi điều chỉnh điện áp. 5 F 2 O V gh V V Z F ad O V 1 V 2 V ad Quan hệ M(w) và p(w) của động cơ kích từ độc lập Phần ứng và giửa tư thông máy không đổi ta sẻ có: M = K.φ . I u = Const; p = M.ω = ω Khi điều chỉnh từ thông giửa điện áp phần ừng không đổi thì M = K.φ = 1/w; p = M w = Const Kết hợp cả hai phương pháp điều chỉnh ta có đồ thlị như hình 1-2. Đặc tính điều chỉnh ở vùng này có dạng giống đặc tính cơ của truyền động chính. Một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng một hệ thống truyền động điện là độ ổn định tốc độ càng cao. Nói chung, truyền động ăn dao yêu cầu ∆ω% ≤ (5 ÷ 10%) còn truyền động chính yêu cầu ∆ω% (5 ÷ 15%). II. Tìm hiểu về trang bị điện máy mài 3A161 Máy mài tròn 3A161 được dùng để gia công mặt trụ của các chi tiết có chiều dài dưới 1000mm và đường kính dưới 280 mm; đường kính đá mài lớn nhất là 600mm. 1. Các truyền động cho máy mài 3A161: 1. Động cơ ĐM: là động cơ quay đá mài( động cơ truyền động chính) Ký hiệu Trên sơ đồ Công suất KW Tốc độ Vòng/phút Điện áp V ĐM 7 930 380 Bảng II.1. Bảng thông số kỹ thuật của động cơ ĐM 2. Động cơ ĐT: là động cơ truyền động phụ; Đây động cơ bơm dầu cho hệ thống thuỷ lực để thực hiện ăn dao ngang của U đá, ăn dao dọc của bàn máy. Di chuyển nhanh của ụ đá ăn vào chi tiết hoặc ra khỏi chi tiết. Ký hiệu Công suất Tốc độ Điện áp 6 M.P M O Wmin Vgh Vmax W W P Trên sơ đồ KW Vòng/phút V ĐT 1,7 930 380 Bảng thông số kỹ thuật động cơ ĐC 3. Động cơ đồng bộ: Thực hiện chuyển động phụ, bơm nước làm mát Ký hiệu Trên sơ đồ Công suất KW Tốc độ Vòng/phút Điện áp V ĐB 0,125 2800 380 Bản thông số kỹ thuật động cơ ĐB 4. Động cơ ĐC: là động cơ một chiều được cấp điện bởi khuyếch đại từ gồm có 6 cuộn xoay chiều; một bộ chỉnh lưu Động cơ quay chi tiết, đóng mở các van thuỷ lực Ký hiệu Trên sơ đồ Công suất KW Tốc độ Vòng/phút Điện áp V ĐC 0,76 250÷ 2800 220 Bảng II.4: Bảng thông số kỹ thật động cơ ĐC Để thành lập đặc tính tĩnh của động cơ ta dựa vào các phương trình sau: Điện áp tổng trên cuộn CK1 là U CK1Σ : U CK1Σ = U cđ – U ư + K qđ .U CK2 = U cđ – U ư + K qđ .K i .I ư (5-2) Trong đó: U CK2 = K qđ2 .K i .I ư là điện áp trên cuộn CK2 qui đổi về CK1. Sức điện động của khuếch đại từ (với giả thiết điểm làm việc của nó nằm ở đoạn tuyến tính) E KĐT = K KĐT .U CK1Σ (5-3) Trong đó: K KĐT - hệ số khuếch đại điện áp của KĐT Phương trình cân bằng điện áp trong mạch phần ứng là: E KĐT = K.Ф.ω + I ư .R ưΣ (5-4) Từ các phương trình (5-2), (5-3), (5-4) và một số biến đổi ta nhận được phương trình đặc tính tĩnh của hệ như sau: KDT K1 d K. u I 2qd K. i K uD R KDT Ku R KDT K1 cd U. KDT K. D K W + + + − + =                           ε Đặc tính tĩnh của hệ thống được vẽ trên hình 5.4 Sơ đồ cấu trúc của hệ thống được trình bày trên hình 5.5 7 2.Sơ đồ điều khiển máy mài 3A161. 1.Máy mài 3A161 có sơ đồ điều khiển như sau: 8 9 Bao gồm 4 động cơ: ĐM, ĐT, ĐB, ĐC Trong đó các động cơ ĐM, ĐT, ĐB là các động cơ không đồng bộ roto lồng sóc. Cả ba động cơ được cung cấp điện áp xoay chiều 3 pha, được đóng cắt nhờ cầu dao CD. + Động cơ ĐM: Được bảo vệ ngắn mạch nhờ cầu chì (CC1) và đượcbảo vệ quá tải nhờ rơ le nhiệt (1RN) + Động cơ ĐT: Được bảo vệ ngắn mạch nhờ cầu chì (CC3) và bảo vệ quá tải nhờ rơle nhiệt (2RN). + Động cơ ĐC: Là động cơ điện 1 chiều được cung cấp điện nhờ KĐT và được bảo vệ ngắn mạch nhờ cầu chì (CC2) và bảo vệ quá tải nhờ rơ le nhiệt (3RN). - Phần mạch điều khiển: Sử dụng nguồn 220V nhờ biến áp (2BA) 2BA được bảo vệ ngắn mạch nhờ cầu chì (2CC). Toàn bộ mạch điều khiển được bảo vệ ngắn mạch bởi cầu chì 1CC. 4. Nguyên lý làm việc của sơ đồ: Sơ đồ cho phép điều khiển máy ở chế độ thử máy và chế độ làm việc tự động. ở chế độ thử máy các contăctor từ 1CT 3CT được đóng ở vị trí 1. Mở máy động cơ ĐT nhờ nút ấn MT sau đó có thể khởi động đồng thời ĐM và ĐB bằng nút ấn MN. Động cơ ĐC được khởi động bằng nút ấn MC. ở chế độ làm việc tự động thì các contăctor từ 1CT 3CT được đóng sang vị trí 2. Quá trình làm việc của máy gồm 3 giai đoạn; * Đưa nhanh ụ đá vào chi tiết gia công nhờ truyền động thuỷ lực đóng các động cơ ĐC, ĐB. * Mài thô rồi tự động chuyển sang mài tinh nhờ tác động của các contactor. * Tự động đưa nhanh ụ đá ra khỏi chi tiết và cắt điện các động cơ ĐC-ĐB. Khi các contăctor 1CT, 2CT, 3CT ở vị trí 2 di chuyển nhanh ụ đá vào chi tiết. Khi ụ đá đã đi đến vị trí cần thiết thì công tắc hành trình 1KT tác động đóng mạch cho cuộn dây contăctor KC, KB và các động cơ ĐC, ĐB được khởi động. Đồng thời, truyền động thuỷ lực của máy được khởi động và quá trình gia công chi tiết bắt đầu. Khi kết thúc giai đoạn mài thô, công tác hành trình 2KC tác động đóng mạch cuộn dây rơ le 1RTr tiếp điểm của nó đống tiện cho cuộn dây nam châm 1NC để chuyển đổi van thuỷ lực, làm giảm tốc độ ăn dao của ụ đá và giai đoạn màitinh bắt đầu. Khi kích thước chi tiết đã đạt yêu cầu thì CTHT 3KT tác động đóng mạnh cuộn dây Rơle 2TRr. Tiếp điểm rơle đống điện cho cuộn dây nam châm 2NC. Để chuyển đổi van thuỷ lực đưa nhanh ụ đá về vị trí ban đầu. Sau đó công tác 1KT phục hồi cắt điện contăctor KC, KB. Động cơ được cắt điện và được hàm động năng nhờ contăctor H. Khi tốc độ động cơ đủ thấp, tiếp điểm rơle kiểm tra tốc độ RKt mở ra, cắt điện cuộn dây contăctor H. 10 . chính, chuyển động ăn dao là di chuyển ngang của đá ( ăn dao ngang ) hoặc chuyển động tịnh tiến qua lại của bàn mang chi tiết ( ăn dao dọc ). Một số tham số quan trọng của chế độ mài : v = 0,5d. tịnh tiến ngang so với chi tiết, bàn máy mang chi tiết chuyển động tịnh tiến qua lại. Chuyển động quay của đá là chuyển động chính, chuyển động ăn dao là di chuyển của đá ( ăn dao ngang ) hoặc. trục) hoặc di chuyển tịnh tiến theo hướng ngang trục ( ăn dao ngang) hoặc chuyển động quay của chi tiết ( ăn dao vòng).Chuyển động phụ là di chuyển nhanh ụ đá hoặc chi tiết vv. a) Máy mài tròn