Đồ án tốt nghiệp Bộ môn tự động hoá - cung cấp điện Lời nói đầu Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật điện tử. Ngành điện khí hoá xí nghiệp cũng phát triển cả bề rộng và chiều sâu, nó xâm nhập vào hầu hết các ngành công nghiệp của nên kinh tế quốc dân, nó đã thay thế yếu tốc con người ở những khu vực nguy hiểm, làm tăng năng suất lao động, dẫn đến hạ giá thành sản phẩm và càng ngày ngành trang bị và tự động hoá cho các máy sản xuất càng phát triển với những thiết bị mới hiện đại hơn . Xã hội càng phát triển thì nhu cầu dùng điện càng cao đòi hỏi sự tự động hoá và trang bị điện ngày càng khắt khe. Trong nền kinh tế thị trường thì năng suất và chất lượng sản phẩm là yếu tố quyết định sự sống còn của doanh nghiệp mà điều đó lại phụ thuộc vào hệ thống trang bị điện của cơ sở sản xất của các máy công nghiệp. Do đó việc trang bị một hệ thống tự động hoá truyền động điện hợp lý cho một máy sản xất là vấn đề quan trọng hàng đầu của bất cứ một ngành sản xuất nào. Để đáp ứng nhu cầu tất yếu của xã hội, nhà nước ta đã đào tạo hàng ngũ cán bộ kỹ thuật lành nghề, bản thân em sau khi đã học tập tại trường kết thúc khoá học em được giao đề tài : “ Thiết kế hệ thống trang bị điện – tự động hoá cho hệ thống truyền động quay chi tiết máy mài ” : Trên tinh thần làm việc nghiêm túc, với những lỗ lực cao của bản thân, nội dung của bản đồ án được xây dựng trên cơ sở những tính toán khoa học có tính thuyết phục cao. Bản đồ án được trình bày một cách logic, gọn nhằm giúp cho người đọc dễ hiểu, các số liệu được lấy từ những tài liệu có uy tín. Tuy nhiên, do kiến thức còn hạn chế, trong phạm vi thời gian có hạn, lượng kiến thức lớn nên bản đồ án không khỏi còn những khiếm khuyết. Em mong nhận được sự góp xây dựng của các thầy cũng bè bạn để bản đồ án được hoàn thiện hơn. Sinh viên : Bùi Xuân Trường - Lớp TC99IB 1 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn tự động hoá - cung cấp điện Trong qúa trình làm đồ án em đã nhận được sự giúp đỡ, hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của các thầy giáo cũng như sự góp ý xây dựng của các bạn bè đồng nghiệp. Đặc biệt là sự giúp đỡ của thầy Nguyễn Vĩnh Thuỵ công tác trong bộ môn tự động hoá của trường. Em xin chân thành cảm ơn ! Thái Nguyên , Ngày tháng năm Sinh viên thiết kế Chu văn Mùi Sinh viên : Bùi Xuân Trường - Lớp TC99IB 2 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn tự động hoá - cung cấp điện Chương I Giới thiệu chung công nghệ máy màI 1 > Công dụng của Máy Mài. Mài là một phương pháp gia công kim loại, là nguyên công cuối cùng của quá trình gia công. Nó được tín hành bởi vô số những hạt mài cắt bỏ một lớp mỏng kim loại tuỳ theo yêu cầu mài thô hay mài tinh. Phương pháp gia công mài đá được biết từ lâu, song đến thế kỷ XIX khi xuất hiện máy mài cùng các vật liệu tổng hợp có độ cứng cao thì việc gia công mài mới có bước tiến nhảy vọt. Ngày nay phương pháp mài càng được sử dụng rộng rãi để gia công những vật liệu có tính cơ học cao, với độ chính xác cao. Máy mài chiếm khoảng 30% trong tổng số các máy cắt gọt hiện có, riêng trong ngành chế tạo vòng bi trục máy thì máy màI chiếm khoảng 60% số máy. Nguyên công mài không chỉ dùng để gia công tinh mà còn là nguyên công tạo độ bóng trơn nhẵn của chi tiết mà trong nhiều trường hợp còn sử dụng để gia công thô tăng năng suất lao động . Mài có thể gia công những chi tiết nặng khoảng 125 tấn, lượng dịch khoảng 6mm trên máy có công suất 250KW, mỗi giờ có thể cắt gọt 250÷300 Kg kim loại ở tốc độ cao từ 60÷ 80m/s và độ quay chi tiết lớn 360m/s do đó năng suất máy mài khá cao. Mài có thể đạt được độ bóng bề mặt từ ∇7 ÷ ∇13 với cấp chính xác từ 1 ÷ 2 * Đặc điểm: So với một số phương pháp gia công kim loại khác gia công mài có những đặc điểm sau: Tốc độ cắt khi mài lớn nhưng số lượng phôi cắt ra lại bé. Đá mài là dụng cụ để cắt gọt được coi là vô số lưỡi dao, đó là các hạt mài liên kết với nhau bởi chất kết dính. Sinh viên : Bùi Xuân Trường - Lớp TC99IB 3 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn tự động hoá - cung cấp điện Tốc độ mài và góc cắt rất lớn, do đó cần phải có dung dịch làm mát để khỏi gây biến dạng tinh thể của nguyên công chi tiết. Dụng cụ cắt mài có lưỡi cắt không liên tục do không đIều chỉnh được vị trí, hình dạng của các loại hạt mài trong đá nên điều chỉnh quá trình mài là rất khó khăn. Quá trình công nghệ mài được thực hiên theo nhiều phương pháp khác nhau và tương ứng với nó cho ra những sản phẩm khác nhau. Khi tiến hành mài, đá mài ăn vào chi tiết bằng nhiều chuyển động như : + Chuyển động quay đá mài + Chuyển động ăn dao + Chuyển động quay chi tiết Nguyên tắc chung của quá trình mài là chi tiết gia công và đá mài quay ngược chiều nhau để tạo ra khả năng cắt. 2 > Phân loại máy mài: Do yêu cầu của công nghệ cắt gọt kim loại rất đa dạng, các chi tiết đòi hỏi độ bóng khác nhau, mặt phẳng mài, góc mài, mài trong hay mài ngoài… tổng hợp lại ta có thể phân máy mài thành các loại sau : - Mài tròn trong. - Mài tròn ngoài. - Mài phẳng. - Mài cầu. - Mài định hình. - Mài xoa. 2.1> Mài tròn ngoài: Mài tròn ngoài được thực hiện theo 2 phương pháp: mài có tâm và mài vô tâm. * Mài có tâm: là phương pháp mài có tính vạn năng cao, chi tiết mài được gá vào 2 lỗ tâm hoặc gá vào đầu cặp của mâm cặp, còn đầu kia chống tâm lỗ tâm là một điểm chuẩn thống nhất đã được dùng trong các nguyên Sinh viên : Bùi Xuân Trường - Lớp TC99IB 4 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn tự động hoá - cung cấp điện công trước để đảm bảo lượng dư khi gia công đều. Nhưng trước khi mài phải sửa lại lỗ tâm để khử những sai lệch biến dạng trong quá trình nhiệt luyện chi tiết còn có thể bị biến dạng cong vênh. Do đó phải xem xét chi tiết trước khi đem vào mài, nếu bị cong vênh thì phải nắn lại Mài có tâm có thể gia công được các trục trơn hoặc bậc mà vẫn đảm bảo độ đồng tâm cao , có thể gia công được rãnh và góc lượn. Mài có thể dùng kiểu dao chạy dọc (hình 1.1). Tốc độ quay của đá V k và tốc độ quay chi tiết V b . Đá và chi tiết quay ngược chiều nhau mỗi hành trình dọc S d thì đá sâu vào chi tiết 1 lượng S n theo hướng kính. Độ sâu S n nhỏ nên lượng mài khá bé. V b S n S d V k H×nh 1.1 : Ph¬ng ph¸p mµi trßn ngoµi Khi gia công những trục ngắn có đường kính lớn, lượng dư còn nhiều nên thường dùng kiểu ăn dao ngang. V b V k Hình 1.2 : Phương pháp mài tròn ngoài Cách mài này yêu cầu độ cứng vững của chi tiết phải tốt để tránh cong vênh, cách này có ưu điểm về năng suất vì chỉ yêu cầu cho đá tiến về phía trước trục mà không cần chạy dọc dao. Sinh viên : Bùi Xuân Trường - Lớp TC99IB 5 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn tự động hoá - cung cấp điện * Mài vô tâm: Đặc điểm của mài vô tâm là chuẩn định chi tiết ở mặt ngoài của chi tiết, mài vô tâm có thể thực hiện theo 2 cách. Đó là mài vô tâm chạy dọc và mài vô tâm chạy ngang. - Mài vô tâm chạy dọc dao, về nguyên tắc thì chuyển động cũng giống mài có tâm, nhưng khác ở chỗ là chi tiết được kẹp giữa 2 đá. Một đá làm nhiệm vụ cung cấp cho chi tiết 2 chuyển động là chuyển động quay và chuyển động tịnh tiến, còn 1 đá làm nhiệm vụ cắt phôi. Phần dưới của chi tiết có một thanh đỡ đặt song song với trục mài và nâng tâm của chi tiết lên cao hơn tâm của đá mài một khoảng bằng 1÷ 2R . Với R là bán kính của vật mài nhưng không quá 10÷ 15mm H×nh 1.3 : Ph¬ng ph¸p mµi v« t©m - Phương pháp mài vô tâm : Mài vô tâm chạy dao tương tự mài có tâm ăn dao ngang. Phương pháp này nếu sửa đá chính xác có thể mài mặt côn và mặt định hình. Yêu cầu của độ cứng vững của hai chi tiết phải tốt và mặt gia công ngắn. Ưu điểm chính của mài vô tâm là đơn giản được thời gian và gá lắp chi tiết. Quá trình gia công mặt chuẩn, dễ tự động hoá, độ cứng vững cao hơn là mài có tâm Nhược điểm chính của phương pháp này là không có khả năng đảm bảo độ đồng tâm giữa các mặt nên thường dùng để gia công mặt tròn. 2.2 > Mài tròn trong : Mài lỗ có khả năng gia công lỗ trục đạt yêu cầu chính xác khá cao nhưng lại đắt tiền, nhất là các lỗ có kích thước nhỏ. Mài lỗ có tâm được thực hiện Sinh viên : Bùi Xuân Trường - Lớp TC99IB 6 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn tự động hoá - cung cấp điện trên các máy mài tròn, trong máy mài vạn năng có bộ phận mài lỗ hoặc đồ gá, máy tiện vạn năng mài lỗ thông thường. Việc chọn máy mài làm nhiệm vụ gia công là phụ thuộc vào dạng sản xuất và kích thước, cách thức mài thích ứng từng chi tiết cụ thể. Mài lỗ vô tâm được thực hiện trên máy vô tâm chuyển động cắt và bản chất của quá trình mài hoàn toàn giống như mài tròn ngoài vì kích thước của đá mài hoàn toàn phụ thuộc vào kích thước của lỗ mài. Nếu đường kính của chi tiết gia công càng nhỏ thì đường kính của đá mài càng nhỏ sự ăn mòn nhanh. Đồng thời diện tích tiếp xúc giữa đá và mặt công tác gia công khá lớn, toả nhiệt kém do đó đá mòn nhanh hơn. Kích thước của đá nhỏ, trục mang đá nhỏ khiến cho độ cứng vững kém, ảnh hưởng không Ýt đến độ chính xác của chi tiết gia công. Mặc dù vậy, mài lỗ vẫn có ưu thế sử dụng rộng rãi và phát huy được ưu điểm trong những trường hợp sau: + Mài các vật liệu chi tiết đã qua tôi hay vật liệu mềm . + Mài các vật đúc có độ cứng không đều nhau . + Mài các lỗ có kết cấu không thuận cho các phương pháp gia công khác + Mài các lỗ có yêu cầu độ chính xác cao . + Mài lại các lỗ cần sửa lại vị trí tương quan của bề mặt do các nguyên công trước để lại . Mài tròn trong được thể hiện bằng hai cách : + Cách thứ nhất: Chi tiết được kẹp trên mâm cặp và trục đá quay tròn có thể thực hiện chạy dao dọc hoặc chạy dao ngang (hình 1.4) S H×nh 1.4 : Phuo ng ph¸p mµi trßn trong Sinh viên : Bùi Xuân Trường - Lớp TC99IB 7 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn tự động hoá - cung cấp điện Cách này được dùng để gia công những chi tiết nhỏ, các vật thể tròn hoặc dễ gá lắp trên mâm cặp. Các loại này có thể được thực hiện trên máy mài vạn năng và đồ gá chuyên dùng. + Cách thứ 2: Chi tiết gá cố định trên máy trục mang đá thực hiện các chuyển động. Chuyển động quay đá, chuyển động chạy dao, chuyển động của hành trình đá xung quanh tâm lỗ đó (hình 1.5) H×nh 1.5 : Ph¬ng ph¸p mµi trßn trong S d V k Cách này dùng để gia công những chi tiết lớn thân động cơ, mài nén khí, các loại hộp khâu rất thuận lợi. Ngoài ra công nghệ mài còn có mài phẳng, mài cầu … 3 > Các truyền động chính trên máy mài: Thông thường máy mài không yêu cầu điều chỉnh tốc độ, nên sử dụng động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc. ở các máy mài cỡ nặng để duy trì tốc độ cắt là không đổi khi mài đá 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 ÷ 80m/s nên đá mài có đường kính lớn thì tốc độ quay đá khoảng 1000 vòng /phút. ở những máy 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 ÷2800 vòng/phút) hoặc có thể lên tới (15000 ÷ 20000 vòng /phút). Nguồn của động cơ là các bộ biến tần, có thể là các máy phát tần số cao (BBT quay) hoặc các biến tần tĩnh (BBT bằng thyristor). Mômen cản tĩnh trên trục động cơ thường là 15 ÷ 20% mômen định mức. Mômen quán tính đá và cơ cấu truyền lực lại lớn 500 ÷ Sinh viên : Bùi Xuân Trường - Lớp TC99IB 8 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn tự động hoá - cung cấp điện 600% mômen 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. 4 > Các chuyển động phụ trên máy mài : Các chuyển động phụ chuyển động bơm dầu, chuyển động bôi trơn, làm mát … Sử dụng động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc . 5 > Các yêu cầu về trang bị điện cho truyền động quay chi tiết : Máy mài 3A227 là loại máy mài vạn năng, các chuyển động của máy bao gồm những chuyển động sau : + Truyền động chính là chuyển động quay đá mài + Truyền động ăn dao vòng là chuyển động quay chi tiết + Truyền động ăn dao dọc trục, ăn dao hướng tâm là chuyển động ụ đá 5.1 > Truyền động chính : Đặc điểm của chuyển động chính là : + Không đảo chiều quay + Không cần điều chỉnh tốc độ + Mở máy không tải, mômen mở máy vào khoảng (15 ÷ 20%) M đm + Mômen quán tính lớn, nên cần hãm cưỡng bức Do những yêu cầu trên nên chuyển động chính thường dùng động cơ không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc . 5.2 > Truyền động quay chi tiết : Chuyển động quay chi tiết của máy mài 3A227 có những yêu cầu sau: + Phạm vi điều chỉnh tốc độ D = 50 + Độ trơn khi điều chỉnh ϕ =1 + Độ sụt tốc độ tương đối cho phép ∆n = 10% + Mở máy có tải + Mômen quán tính lớn, có thể lớn gấp 7 ÷ 10 lần mômen định mức Sinh viên : Bùi Xuân Trường - Lớp TC99IB 9 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn tự động hoá - cung cấp điện Do những yêu cầu trên chuyển động quay chi tiết thường dùng động cơ 1 chiều với các hệ thống: - Hệ thống máy phát động cơ - Hệ thống khuếch đại từ động cơ - Bộ biến đổi van động cơ Do mômen quán tính lớn nên hệ thống chuyển động quay chi tiết đòi hỏi phải hãm cưỡng bức, thường sử dụng hãm động năng . * Dạng đặc tính phụ tải: Đồ thị phụ tải của chuyển động quay chi tiết có dạng hình vẽ dưới đây: n n 2 P 1 o M P 2 n 1 M P P,M * Đồ thị phụ tải: đối với máy mài thì M C = const trong suốt quá trình mài, còn công suất tỉ lệ tuyến tính với tốc độ. Đồ thị này quyết định phương án truyền động của hệ thống. *Độ ổn định tốc độ: chuyển động ăn dao trong máy mài là kết hợp của chuyển động quay chi tiết và chuyển động tịnh tiến của bàn máy. Để đảm bảo độ nhẵn bóng của bề mặt vật liệu cần gia công cũng như độ chính xác trong công nghệ thì chuyển động ăn dao này phải có độ ổn định cao. Do những yêu cầu vậy nên chuyển động quay chi tiết dùng động cơ 1 chiều kích từ độc lập. Vì vậy động cơ loại này có khả năng quá tải lớn. Sinh viên : Bùi Xuân Trường - Lớp TC99IB 10 [...]... hoc tn s ca dũng in Stato Ta chia phng phỏp iu chnh ny thnh 2 nhúm : iu ỏp v iu tn - iu chnh in ỏp ngi ta dựng b ngun B cú in ỏp ra thay i tu theo tớn hiu t iu khin Uk vi sụ nguyờn lý di õy : Sinh viờn : Bựi Xuõn Trng - Lp TC99IB 16 ỏn tt nghip in B mụn t ng hoỏ - cung cp Uđk Rcđ Uu BĐ o Đ dt.tn Sth Sơ đồ tổng quát của hệ truyền động điện không u12 đồng bộ có điều chỉnh điện áp nguồn u11 Nu bỏ qua... t ng hoỏ - cung cp Kt lun chung: T cụng ngh quay chi tit v qua phõn tớch trờn phự hp ta chn ng c 1 chiu kớch t c lp v chn phng phỏp iu chnh in ỏp t vo phn ng ng c II > Thi k mch ng lc: 1 Cỏc phng ỏn a ra: cú c phng ỏn truyn ng phự hp xột trờn c hai khớa cnh k thut v kinh t cho truyn ng quay chi tit mỏy mi ta a ra mt s phng ỏn t ú cú th so sỏnh v la chn cho phự hp Cỏc phng ỏn a ra: + H truyn ng Mỏy... li v d dng , thit b cú sn d kim , d mua - Cú vn u t chi phớ vn hnh nh B La chn ng c v phng phỏp iu chnh tc I La chn ng c truyn ng v phng phỏp iu chnh tc Trc khi i chn ng c ta phõn tớch 2 loi ng c thụng dng : + ng c in xoay chiu + ng c in 1 chiu a - ng c in xoay chiu: L loi ng c s dng trc tip in t li in xoay chiu 3 pha Trong thc t ng c in xoay chiu c s dng rng rói, nú cú u im ni bt l: Cu to n gin,... ỏn tt nghip in B mụn t ng hoỏ - cung cp + Cỏc yờu cu trang b in ca truyn ng quay chi tit mỏy mi trũn vn nng - Phm vi iu chnh : D = max nmax 50 = = min nmin 1 - Tc lm vic : nmax =760 (v/ph) ; nmin =76(v/ph) - st tc tng i cho phộp : n% 10% - bng phng khi iu chnh : = Cỏc s liu: ni +1 =1 ni M = const Cụng sut ng c quay chi tit : P = 1,5 (KW) Tc nh mc : n = 1500 (v/ph) in ỏp t vo phn... ng c : U = 220 V Sai lch tnh : S 10% Nhng yờu cu trờn nhm mc ớch thit k mt h thng truyn ng quay chi tit mỏy mi cho hp lý nht * Yờu cu hóm dng : Trong quỏ trỡnh lm vic hóm dng nhanh v chớnh xỏc m bo yờu cu k thut v nng sut khi ng cú nhiu phng phỏp hóm song vi yờu cu v truyn ng cho mỏy mi khụng yờu cu o chiu quay v ch cú hóm dng nhanh, chớnh xỏc nờn s dng phng phỏp hóm ng nng l phự hp vi yờu cu hn... Đặc tính cơ điện Mđm Mnm M Đặc tính cơ Nhn xột: So vi ng c 1 chiu kớch t ni tip thỡ ta thy ng c 1 chiu kớch t c lp cú t thụng khụng ph thuc vo ph ti m ch ph thuc vo in ỏp v in tr mch kớch t nờn kh nng n nh tc cao hn Mt khỏc c tớnh c cú dng ng thng do ú cú th n nh c mi cp tc v ng c loi ny cú di iu chnh rng do t thụng mụmen l hng s Kt lun: Xột v cụng ngh v cỏch nhn xột trờn thỡ ng c 1 chiu kớch t... nhn xột trờn thỡ ng c 1 chiu kớch t c lp phự hp vi yờu cu kinh t v yờu cu k thut ca cụng ngh mi Do ú ta chn loi ng c 1 chiu kớch t c lp lm ng c truyn ng * Cỏc phng phỏp iu chnh tc ng c 1 chiu v chn phng phỏp iu chnh cho h thng: Trc ht ta thy c v phng din iu chnh tc thỡ ng c 1 chiu cú nhiu u im hn so vi cỏc loi ng c khỏc Nú khụng nhng cú kh nng iu chnh tc d dng m cú cu trỳc mch iu khin , mch ng... ỏp - iu chnh tn s: Nh ta ó bit, tn s ca li in quyt nh giỏ tr tc gúc ca t trng quay trong mỏy in , do ú bng cỏch thay i tn s dũng Stato ta cú th iu chnh c tc ca ng c thc hin c phng phỏp iu chnh ny ta dựng b ngun bin tn BT cung cp cho ng c S tng quỏt ca h c v nh sau : Ul fl const Đ BĐ Ul fb b > ng c mt chiu: * ng c 1 chiu kớch t ni tip: S nguyờn lý nh sau Sinh viờn : Bựi Xuõn Trng - Lp TC99IB... CL: B chnh lu cú iu khin C : ng c in 1 chiu kớch t c lp K : B khuch i trung gian FX : Mch phỏt xung - Nguyờn lý hot ng: Cỏc van cho dũng 1 chiu i qua trong mt phn chy k gi l khong dn (T m) vi st ỏp trờn van khụng ỏng k v ngt mch trong phn cũn li ca ch k Gi s ta xột phn hi õm tc , lỳc ny tớn hiu ch o c tng hp vi tớn hiu phn hi c khuch i lờn nh b khuch i v cho tớn hiu ra l Uk c a vo mch phỏt xung... ỏp - V1- V3 :l cỏc van khụng iu khin, nhim v l chnh lu dũng xoay chiu thnh dũng mt chiu Trong cỏc mch khuch i t thỡ cỏc cun dõy lm vic bóo ho nú úng vai trũ cc iu khin , nú lm thay i S u ra b bin i * Nguyờn lý lm vic: Khi thay i in ỏp iu khin U k tc l thay i dũng iu khin Ik lm cho mc t hoỏ lừi thộp thay i dn n in ỏp ra thay i ng thi lm cho S ca b bin i Eb thay i dn n tc ng c thay i * Phng trỡnh c . cán bộ kỹ thuật lành nghề, bản thân em sau khi đã học tập tại trường kết thúc khoá học em được giao đề tài : “ Thiết kế hệ thống trang bị điện – tự động hoá cho hệ thống truyền động quay chi. chuyển động quay chi tiết thường dùng động cơ 1 chi u với các hệ thống: - Hệ thống máy phát động cơ - Hệ thống khuếch đại từ động cơ - Bộ biến đổi van động cơ Do mômen quán tính lớn nên hệ thống. truyền động quay chi tiết : Máy mài 3A227 là loại máy mài vạn năng, các chuyển động của máy bao gồm những chuyển động sau : + Truyền động chính là chuyển động quay đá mài + Truyền động ăn