Đồ án Nghiên cứu thiết kế lắp đặt mạch điều khiển truyền động chính máy doa ngang 2620A

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Cuộc cách mạng khoa học công nghệ ngày phát triển mạnh mẽ đáp ứng yêu cầu đặt lĩnh vực đại hóa trang thiết bị máy móc phục vụ cho q trình sản xuất Hiện cơng cơng nghiệp hố đất nước, u cầu tự động hố máy sản xuất ngày cao, điều khiển linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ hiệu xuất sản xuất cao Mặt khác , với công nghệ thông tin công nghệ điện tử phát triển ngày cao nhu cầu người ngày đòi hỏi ngững sản phẩm sản xuất đạt độ xác độ thẩm mỹ cao Trong thời đại phân xưởng, nhà máy, xí nghiệp cắt gọt kim loại ln đòi hỏi máy cắt gọt kim loại đại Có khả tự động hố cao, độ xác tuyệt đối Có khả điều chỉnh tốc độ trơn, rộng phẳng, kết cấu gọn nhẹ, hiệu xuất cao chi phí vận hành đảm bảo tính kinh tế Để đáp ứng cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa, nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm sức lao động tiết kiệm chi phí, hạ giá thành việc thiết kế, tính tốn để chế tạo máy móc khâu quan trọng đòi hỏi người thiết kế phải nắm vững quy trình sản xuất loại máy Đồng thời, dựa vào việc so sánh tiêu kinh tế - kỹ thuật phương án nhằm mục đích đảm bảo máy móc thiết bị chế tạo tối ưu Chính vậy, qua đợt làm đồ án môn học thiết kế hệ thống điện điện tử lần giúp chúng em có thêm hội, thời gian để tìm hiểu học tập cách sâu hơn, cụ thể lý thuyết trang bị điện Đó học kinh nghiệm quan trọng vô ý nghĩa kỹ sư tương lai chúng em Nhận thức tầm quan trọng nhóm em làm việc với tinh thần nghiêm túc, vận dụng kiến thức thân, ý kiến đóng góp bạn bè đặc biệt hướng dẫn, bảo tận tình Th.S Vũ Duy Hưng giúp chúng em hồn thiện đồ án mơn học Tuy có nhiều cố gắng, song kiến thức rộng thực tế cịn hạn chế nên khó tránh khỏi sai sót, mong bảo Thầy Cơ giáo để đồ án nhóm em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày: 20/01/2016 Nhóm Sinh viên thực hiện: Nhóm Xuất phát từ yêu cầu thực tế, đồ án nghiên cứu “Nghiên cứu thiết kế, lắp đặt mạch điều khiển truyền động máy doa ngang 2620 ” PHẦN I: GIỚI THIỆU VỀ MÁY DOA NGANG 2620A Chức năng, công dụng máy doa Máy doa ngang 2620A nằm nhóm máy cắt gọt kim loại thứ ba Đây loại máy có vai trị quan trọng cơng nghiệp Loại máy có hệ thống trang bị điện đại, gia công nhiều loại chi tiết khác nhau, khả cơng nghệ dùng để doa, khoan, khoét, phay với nguyên công sau: - Ngun cơng doa: Thường doa lỗ hình cơn, hình trụ, mặt phẳng vng góc với có độ định tâm cao - Nguyên công tiện: Khi nắp lưỡi dao tiện tiện trong, cắt mặt đầu, cắt ren Với ngun cơng cắt ren truyền động ăn dao truyền từ trục - Nguyên cơng khoan: Khi cần gia cơng lỗ có độ định tâm cao ta thực máy doa, nguyên công thường nặng nề - Nguyên công phay: Phay mặt đầu, phay mặt phẳng, phay mặt trong, phay mặt Phân loại máy doa Máy doa có nhiều loại khác với kích cỡ, cơng dụng mức độ chun mơn hố khác Ta phân loại máy doa theo 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 KĐB khơng có điều chỉnh tốc độ điện + Loại trung bình thường dùng động KĐB điều chỉnh tốc độ cách thay đổi số đôi cực dùng động chiều hệ thống hở + Loại phức tạp: Dùng động chiều kích từ độc lập điều khiển theo điều khiển theo chương trình Đây loại máy doa gia cơng có độ xác cao - Phân loại theo trọng lượng máy ta có: + Loại nhỏ: Trọng lượng máy nhỏ 10 + Loại trung bình: Trọng lượng máy từ 10 - 100 + Loại lớn: Trọng lượng máy lớn 100 Kết cấu 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 thân máy, chuyển động tịnh tiến so với thân máy Động trục gắn vào thân máy với hộp tốc độ, trình di chuyển thực nhờ trục động chạy dao Ụ trục phụ: Nằm thân máy, chuyển động tịnh tiến nhờ động ăn dao tay Khi gia cơng chi tiết có địi hỏi độ xác cao có tác dụng giữ dao Bàn máy: Được bố trí hai ụ, di chuyển ngang, dọc, qua trái, qua phải Đặc điểm cơng nghệ Đặc điểm máy doa gia cơng đồng thời nhiều lỗ có trục song song trục thẳng góc với Máy doa ngang dùng để gia cơng chi tiết cỡ trung bình nặng Hình dạng máy mơ tả sau: Hình 1-1: Hình dạng bên ngồi máy doa Trên bệ máy đặt trụ trước 6, có ụ trục Trụ sau có đặt giá đỡ để giữ trục dao trình gia cơng Bàn quay gá chi tiết dịch chuyển theo chiều ngang dọc bệ máy Ụ trục chuyển động theo chiều thẳng đứng trục Bản thân trục chuyển động theo phương ngang Chuyển động chuyển động quay dao doa (trục chính) Chuyển động ăn dao chuyển động ngang, dọc bàn máy mang chi tiết hay di chuyển dọc trục mang đầu dao Chuyển động phụ chuyển động thẳng đứng ụ dao vv… Yêu cầu truyền động điện máy doa 5.1 Truyền động 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 cần phải hãm dừng nhanh Hiện hệ truyền động máy doa thường sử dụng động khơng đồng Roto lồng sóc hộp tốc độ (động có hay nhiều cấp tốc độ) Ở máy doa cỡ nặng sử dụng động điện chiều, điều chỉnh tốc độ trơn phạm vi rộng Nhờ giảm kết cấu, mặt khác hạn chế mơmen vùng tốc độ thấp phương pháp điều chỉnh tốc độ hai vùng  Cơ cấu Truyền động Trong truyền động máy doa, lực cắt lực hữu ích lò phụ thuộc vào chế độ cắt (t, s, v), vật liệu chi tiết dao Mô men trục máy quay xác định theo cơng thức: Trong đó: - Fz: lực cắt (N) - d: đường kính chi tiết gia cơng phơi m Mơ men hữu ích trục động là: Với I Tỷ số truyền từ trục động đến trục máy Đối với truyền động chuyền động tinh tiến, mơmen hữu ích trục động là: Trong ρ bán kính quy đổi lực cắt trục truyền động xác định tỷ số tốc độ bàn tốc độ động ρ = V / ω (m) Mô men cản tĩnh trục động xác định sau: η hiệu suất truyền từ trục động điện trục 5.2 Truyền động ăn dao Phạm vi điều chỉnh tốc độ truyền động ăn dao D = 1500/1 Lượng ăn dao điều chỉnh phạm vi 2mm/ph÷600mm/ph Khi di chuyển nhanh đạt tới 2,5m/ph ÷ 3m/ph Lượng ăn dao (mm/ph) máy cỡ nặng yêu cầu giữ không đổi tốc độ trục thay đổi Đặc tính 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 xác đảm bảo liền động với truyền động làm việc tự động Ở máy doa cỡ trung bình nặng, hệ thống truyền động ăn dao sử dụng hệ thống khuếch đại máy điện - động chiều hệ thống T – Đ  Cơ cấu truyền động ăn dao: Trong đó: k= 1,2 Ι 1.5 Hệ số dự trữ Fx: thành phần lực cắt theo phương di chuyển bàn dao Fms: Lực ma sát bàn hướng gờ trượt Fd: Lực dính (đối với máy dao lấy phạm vi điều chỉnh tốc độ Fad=30~150) Khi khởi động lực ăn dao xác định lực ma sát khối lượng phận di chuyển lực dính Khi cấu ăn dao làm việc lực ăn dao tính: Trong đó: - : Đường kính trung bình trục vít vơ tận(mm): - ∝ góc lệch đường ren trục ……(độ) - φ góc ma sát đường ren vít (độ) Góc lệch đường ren trục vít xác định đường kính trục vít bước ren đường ren trục vít: α= arc tag t / d Mơ men cản tĩnh trục động xác dịnh cơng thức: Trong đó: tỷ số truyền hiệu suất truyền  Tổn hao máy: Tổn hao máy phụ thuộc vào hàng loạt yếu tố dạng số lượng khâu động học, dạng ổ đỡ ( trượt lăn ) dạng nhiệt độ dầu bôi trơn thay đổi phụ tải, tốc độ máy… Hiệu suất định mức cấu tích tất hiệu suất định mức khâu Hệ suất cấu xác định theo biểu thức: Trong trường hợp riêng Mhi = Mhi đm, Kt = tương ướng có η = ηđm Đối với cấu truyền động máy doa tỷ số a/b = x = const phụ thuộc cấu trúc máy, khối lượng phần quay độ phức tạp sơ đồ động học (x=1 máy cỡ nhẹ với sơ đồ động học đơn giản; x=2 máy cỡ nặng, sơ đồ động học phức tạp) Khi tính tốn lấy giá trị trung bình x=1,5 ta có: Các giá trị a,b sử dụng tính tốn thực tế - Phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng hệ số tổn hao a không phụ thuộc vào tốc độ coi a phụ thuộc vào tuyến tính tốc độ Với a hệ số tổn hao không đối xứng với tốc độ định mức 5.3 Thông số kỹ thuật Máy doa ngang 2620A loại máy doa vạn dùng để gia công lỗ khoan khoét mà kích thước tâm lỗ yêu cầu độ xác tuyệt đối cao từ cấp đến cấp = 6,3 ÷ 1,25μm Với dao doa có chất lượng tốt, chọn chế độ cắt để lượng dư phù hợp, doa đạt độ xác cấp Doa đạt độ cứng vững cao, lưỡi cắt thường bố trí khơng đối xứng nên khắc phục độ rung động Ngồi cịn thực số nguyên công phụ khác như: khoan, phay dao phay mặt đầu, gia công ren Máy doa 2620A máy có kích thước cỡ trung bình: Đường kính trục chính: 90 (mm) Cơng suất truyền động chính: 10(kw) Tốc độ quay trục điều chỉnh phạm vi: (12,5 ÷ 1600) vg/ph Công suất động ăn dao: 2,1(kw) Tốc độ ăn dao điều chỉnh phạm vi: (2,1 ÷ 1500)vg/ph tốc độ lớn đạt tới 3000vg/ph Các chế độ vận hành máy Truyền dộng ăn dao nhờ hai chế độ vận hành tay tự động Trong trình vận hành thưc chạy nhanh bàn dao phương pháp giảm từ thông động Chỉnh định tọa độ ụ, trục nhờ hệ kính phóng đại quang học Điều khiển máy nhờ nút bấm tay gạt, chúng bố trí hai ụ máy Các yêu cầu trang bị điện cho truyền động ăn dao máy doa 2620A Trong máy doa ngang 2620A truyền động ăn dao truyền động phức tạp nhất, địi hỏi hệ thống trang bị điện có mức độ tự động hố cao Truyền động dùng động chiều kích từ độc lập có yêu cầu tiêu chất lượng như: 7.1 Phạm vi điều chỉnh tốc độ Truyền động ăn dao máy doa ngang 2620A có yêu cầu phạm vi tốc độ rộng, dải điều chỉnh đặc trưng hệ số: n 1500 D = max = nmin 7.2 Độ trơn điều chỉnh Vì máy làm việc nhiều chế độ gia công khác doa lỗ có đường kính lớn cần tốc độ nhỏ, cịn phay cần tốc độ lớn Để đảm bảo chất lượng gia cơng bề mặt có độ bóng từ cấp ÷ tốc độ phải điều chỉnh vô cấp n ϕ = i +1 = ni 7.3 Độ ổn định tốc độ làm việc Để đảm bảo trì ổn định tốc độ đạt mức xác cao tốc độ truyền động thay đổi Khi phụ tải biến đổi từ ÷ Mmax u cầu độ n i − n dmi ∆n = ≤ (3 ÷ 5)% n 0i sụt tốc độ là: 7.4 Sự phù hợp đặc tính điều chỉnh đặc tính Truyền động ăn dao máy bao gồm chuyển động tịnh tiến, mô men cản MC lực kéo ăn dao qui định phải đảm bảo phụ tải có mơ men M lớn Nếu u cầu mơ men M = const M max xác định lực ăn dao, bao gồm: lực kéo Fx, tổn hao ma sát gờ trượt máy Trong hầu hết phạm vi điều chỉnh vùng tốc độ thấp lực ăn dao bị hạn chế chiều sâu cắt 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 phụ thuộc vào cơng suất truyền động chính, cấp ăn dao cực đại sử dụng với cấp tốc độ xác cực đại, dẫn tới tải gây nguy hiểm cho truyền động Mặt khác, với cấp tốc độ thường dùng để gia công tinh lên lực ăn dao khơng cần lớn, có kể đến biến đổi lực ma sát gờ trượt ảnh hưởng tới tốc độ lực kéo bàn Qn biểu diễn hình vẽ sau: Hình 2.Mối quan hệ giửa đặc tính điều chỉnh đặc tính Ở vùng tốc độ gia cơng ta có: M=const ; P tỉ lệ với U Ở vùng chạy dao nhanh: M≈ P/n ; P=const 7.5 Yêu cầu tự động hạn chế phụ tải Trong trình làm việc thường xảy tải tĩnh tải động Trong đó: - Quá tải tĩnh: Là vật liệu không đồng nhất, dao cắt vào vùng chai cứng nhiệt độ tăng làm cho công suất cắt tăng dẫn tới tải - Quá tải động: Là trình khởi động, hãm, đảo chiều Để rút ngắn thời gian tải động cần phải rút ngắn trình Các biện pháp hạn chế phụ tải: + Hạn chế phụ tải truyền động thơng qua truyền động ăn dao + Hạn chế phụ tải tĩnh động phương pháp sử dụng khâu phản hồi âm dịng có ngắt 7.6 u cầu hãm dừng xác Việc dừng máy xác u cầu quan trọng Bởi dừng xác đảm bảo chất lượng sản phẩm, tăng suất máy, an toàn cho thiết bị người vận hành Các biện pháp nâng cao chất lượng trình hãm (giảm thời gian hãm) - Sử dụng thiết bị khống chế - Tăng gia tốc hệ thống - Sử dụng vật liệu nhẹ để giảm thành phần mơ men qn tính - Tăng lực cản khí - Hãm điện, sử dụng ba phương pháp: + Hãm ngược + Hãm động + Hãm tái sinh - Giảm tốc độ cách giảm điện áp đặt vào phần ứng động 7.7 Yêu cầu đảo chiều Đặc điểm công nghệ máy doa 2620A có đảo chiều, để đảm bảo suất cho máy việc yêu cầu đảo chiều quan trọng 7.8 Yêu cầu kinh tế Hệ thống thiết kế phải đảm bảo có kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, thuận thiện cho vận hành sửa chữa Vốn đầu tư mua sắm thiết bị, chi phí vận hành phải hợp lý Giá thành hệ thống thấp, phải thoả mãn yêu cầu kỹ thuật  Mạch điều khiển Quá trính hoạt động  Khởi chạy chương trình:  Đóng ATM cấp nguồn mạch động lực  Thử máy theo chiều thuận  Mạch điều khiển  Mạch động lực  Thử máy theo chiều ngược  Mạch điều khiển  Mạch động lực  Khởi động theo chiều thuận o Động đấu tam giác:  Mạch điều khiển  Mạch động lực o Động đấu  Mạch điều khiển  Mạch động lực  Dừng động cơ:  Mạch điều khiển:  Mạch động lực  Quay ngược: o Đấu nối tam giác  Mạch điều khiển:  Mạch động lực: o Động đấu sao:  Mạch điều khiển  Mạch động lực  Hãm thuận:  Hãm ngược:  Cơng tắc hành trình 1KH  Trước tác động: o Sau tác động  Cơng tắc hành trình 2KH  Trước tác động  Sau tác động ... tế, đồ án nghiên cứu ? ?Nghiên cứu thiết kế, lắp đặt mạch điều khiển truyền động máy doa ngang 2620 ” PHẦN I: GIỚI THIỆU VỀ MÁY DOA NGANG 2620A Chức năng, công dụng máy doa Máy doa ngang 2620A. .. III .Thiết kế mạch điều khiển mạch động lực 1.Sơ đồ truyền động máy doa ngang 2620 - Sơ đồ gồm động không đồng bộ: + ĐB động bơm dầu bơi trơn đóng cắt nhờ cơng tắc tơ KB + Động truyền động Đ động. ..  Mạch điều khiển  Mạch động lực  Dừng động cơ:  Mạch điều khiển:  Mạch động lực  Quay ngược: o Đấu nối tam giác  Mạch điều khiển:  Mạch động lực: o Động đấu sao:  Mạch điều khiển  Mạch