BÀI tập lớn TRANG bị điện

Bài tập lớn: trang bị điện Mục lục: Phần I : Lời nói đầu Phần II : Mô máy tiện 1A660 I Tổng quan máy tiện II Các phơng trình Phơng trình máy phát Các phơng trình động chiều kích từ song song III Mô hình máy phát động Mô hình máy phát Mô hình động IV Các khái niệm 1.Tốc độ cắt Lực cắt Công suất cắt Thời gian máy V Sơ đồ điều khiển truyền động máy tiện cỡ nặng 1A660 VI Chọn thông số cho động VII Mô hình động mô Simulink Phần III : Gia công chi tiết 1.Tính chọn vật liệu gia côngvà thông số máy Tính toán chi tiết gia công Phần IV : Tài kiệu tham khảo Bài tập lớn: trang bị điện Phần I: Lời nói đầu Ngày nay, khoa học phát triển , máy móc thay sức ngời công việc nặng nhọc Nhiệm vụ đặt lập trình điều khiển xác định thông số đặt trớc cho thiết bị làm việc Tuy nhiên, để thực trình công nghệ không đơn giản mà gây nhiều sai lầm Nếu trớc đợc đặc tính sửa chữa gây h hỏng thành phẩm trình sản xuất Trong thức tế ngời với trợ giúp máy tính biết cách mô trình làm việc máy tính tính toán kết để thay đổi điều chỉnh cho chi tiết , công cụ mong muốn Xuất phát từ đòi hỏi , trình nghiên cứu môn trang bị điện - điện tử máy gia công kim loại , em đa mô đặc tính động điện chiều dùng hệ F - Đ truyền động cho máy tiện simulink, đồng thời tính toán gia công chi tiết cụ thể để máy thực Trong trình làm có sai sót Em mong thầy giáo giảng giúp đỡ em để tập hoàn thành đợc tốt Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hoàng xuân bình giảng cho em thực tập lớn Bài tập lớn: trang bị điện Phần ii: Mô máy tiện 1A660 I Tổng quan máy tiện : Nhóm máy tiện đa dạng ,gồm máy tiện đơn giản ,máy tiện vạn , máy tiện chuyên dùng , máy tiện đứng Trên máy tiện thực đợc nhiều công nghệ tiện khác : tiện trụ ,tiện trụ , tiện mặt đầu , tiện côn , tiện định hình Trên máy tiện thực doa , khoan , tiện ren , daô cắt ,dao doa kích thớc gia công máy tiện từ vài mili đến hàng chục mét Dạng bên máy tiện nh hình vẽ : Hình dạng bên máy tiện Trên thân máy đặt ụ trớc ,trong có trục quay chi tiết Trên gờ trợt đặt bàn dao vào ụ sau Bàn dao thực di chuyển dao cắt dọc ngang so với chi tiết ụ sau đặt mũi chống tâm dùng để giữ chặt chi tiết dài trình gia công , để gá mũi khoan , mũi doa khoan ,doa chi tiết Sơ đồ gia công tiện hình vẽ b máy tiện : chuyển động quay chi tiết với tốc độ góc ct chuyển động , chuyển động di chuyển dao chuyển động ăn dao Chuyển động ăn dao ăn dao dọc , dao chuyển động dọc theo chi tiết (tiện dọc ) ăn dao ngang ,nếu dao di chuyển ngang (hớng kính ) chi tiết ( tiện ngang ) Chuyển động phụ gồm có xiết nới xà , trụ , di chuyển nhanh dao , bơm nớc , hút phoi II Các phơng trình Bài tập lớn: trang bị điện Phơng trình máy phát: Máy phát đợc quay với tốc độ định mức động xoay chiều pha Sức điện động động phát đợc tính biểu thức: E = K Trong đó: : tốc độ quay rôto máy phát : từ thông kích từ máy phát K: hệ số Phơng trình điện áp kích từ động cơ: U K = I K RK + LK dI K dt Lk: điện kháng cuộn kích từ máy phát Các phơng trình động chiều kích từ song song: + Phơng trình điên áp kích từ: U K = I K RK + Phơng trình điện áp mạch phần ứng: U = I U RU + LU P.I U + E E = K. = Cu. + Phơng trình mômen: M Mc = J P. M = K I Ta thành lập đợc phơng trình đặc tính = U LU P.I RU + R P M K ( K ) Hàm truyền động chiều: Bài tập lớn: trang bị điện I= / RU (U E ) = (U E ) RU + LU P + TU P III Mô hình máy phát động cơ: Mô hình máy phát: Sức điện động máy phát: E F = K F F Chuyển qua hệ toạ độ tơng đối: E F* K F F K F F = = E dm E dm K dm dm E F* = *F F* Mô hình động : Chuyển qua hệ toạ độ tơng kích từ độc lập ta đợc: Phơng trình phần kích từ: U K* = I K* Hàm truyền động cơ: Bài tập lớn: trang bị điện I= / RU U E ( ).U dm + TU P U dm U dm I= / RU K (U * ).I dm Rdm + TU P K dm I* = / RU* (U * * * ) + TU P Do điện cảm phần ứng nhỏ nên ta bỏ qua ta đợc hàm truyền: I* = (U * * * ) * RU Tốc độ động tính theo biểu thức : M Mc JP ( M * Mc * ).M dm * = JP * * ( M Mc ).M dm * = JP = * = M * Mc * P.TC Mặt khác: M = K I K I K I M* = = = *I * M dm K dm I dm * = Với Tc M * Mc * * I * Mc * = P.TC P.TC : số học động J M dm I I* = I dm TC = U* = U U dm R* = R Rcb U Rcb = dm I dm * = Bài tập lớn: trang bị điện * = dm IV Các khái niệm : 1.Tốc độ cắt Tốc độ cắt tốc độ chuyển động dài tơng đối chi tiết so với dao cắt điểm tiếp xúc chi tiết dao Nó đợc xác định theo công thức kinh nghiệm : v= Cv T m t xv s yv [ m/ph] ( 1) Trong : T - chiều sâu cắt , mm S - lợng ăn dao, độ dịch chuyển dao chi tiết quay đợc vòng, mm/vòng T - độ bền dao, thời gian làm việc dao lần mài dao kế tiếp, ph Cv , xv, yv, m hệ số số mũ phụ thuộc vào vật liệu chi tiết, vật liệu dao phơng pháp gia công Lực cắt Để tính lực cắt ta dùng công thức kinh nghiệm sau: x y Fz = 9.81.C f t f s f v n [ N ] (2) Trong :CF, xF , yF , n - hệ số số mũ phụ thuộc vào vật liệu chi tiết, vật liệu dao phơng pháp gia công Công suất cắt Công suất cắt ( công suất yêu cầu cấu chuyển động )đợc xác định theo công thức : Fz v Pz = [kW] 60.1000 Thời gian máy (3) Bài tập lớn: trang bị điện Thời gian máy thời gian dùng để gia công chi tiết Nó đợc gọi thời gian công nghệ, thời gian bản, tjời gian hữu ích Để tính toán thời gian máy, ta phảI vào yếu tố chế độ cắt gọt phơng pháp gia công Đối với máy tiện : L tm = [ph] n.s Trong : L - chiều dài hành trình làm việc, mm; n - tốc độ quay chi tiết vg/ph 60.1000.v n= d Ta có: d L tm = 60.1000.v.s Trong : d - đờng kính chi tiết gia công, mm Từ công thức ta thấy muốn tăng suất máy ( giảm t ), phải tăng tốc độ cắt lợng ăn dao Do ngời ta áp dụng phơng pháp cắt cao tốc V Sơ đồ điều khiển truyền động máy tiện nặng 1A660: Máy tiện nặng 1A660 đợc dùng để gia công chi tiết gang thép có trọng lợng dới 250 kN,đờng kính chi tiết lớn gia công máy tiện 1.25 m động tiếp điểm có công suất 55 kW Tốc độ trục đợc điều chỉnh phạm vi 125/1 với công suất không đổi, phạm vi điều chỉnh tốc độ động 5/1 nhờ thay đổi từ thông động Tốc độ trục ứng với cấp hộp tốc độ có giá trị nh sau : + Cấp 1: n= 1.6 vòng/phút + Cấp 2: n= 40 vòng/phút + Cấp 3: n=40- 200 vòng/phút Truyền động ăn dao đợc thực từ động tiếp điểm Lợng ăn dao đợc điều chỉnh phạm vi 0.064-26.08 mm/vg Hình vẽ Bài tập lớn: trang bị điện Hình vẽ Bài tập lớn: trang bị điện Tiếp điểm đợc thực từ hệ thống F-Đ Điều chỉnh tốc độ động thay đổi dòng kích từ động íc điệ động máy phát đợc giữ không đổi Máy làm việc đợc tất điều kiện sau đợc đảm bảo : - Đủ dầu bôi trơn : tiếp điểm DBT kín (ctt K4 có điện ) Bài tập lớn: trang bị điện - Chiều quay trục đợc chọn :tiếp điểm CTC1 CTC2 kín ( rơle 1RLD 2RLD có điện ) - Đã đặt tốc độ : tiếp điểm TĐ kín - Các bánh hộp tốc độ ăn khớp hoàn toàn :các tiếp điểm 1KBR ,2KBR, 3KBR ,4KBR kín - Động có từ thông : tiếp điểm RNT kín rơle RNT tác động chế độ làm việc , muốn khởi động động ta ấn nút M1 để quay thuận ấn M2 để quay ngợc Sau ấn M1 công tắc tơ LDT tác động ,tiếp công tắc tơ K1 ,T, Dg , K2 tác động Cuộn kích từ CKF máy phát đợc nối vào toàn điện áp nguồn chiều , điện trở kinh tế mạch kích từ động Rd đợc loại bỏ ,điện trở điều chỉnh dòng kích từ động DKT phân mạch Do dòng điện kích từ máy phát động có giá trị định mức Động đợc khởi động giai đoạn (từ thông động định mức , từ thông máy phát tăng từ đến định mức ) Khi điện áp máy phát tăng dần đến định mức , rơle RCB tác động , công tắc tơ K3 có điện , điện trở DKT đợc đa vào mạch kích từ động ,dòng điện kích từ động giảm xuống trị số tơng ứng với từ thông lúc (đã đặt trớc nhờ DKT ) Động đợc khởi động giai đoạn (từ thông máy phát định mức , từ thông máy phát giảm từ giá trị định mức đến trị số x tơng ứngvới vị trí biến trở DKT ) Để hạn chế dòng điện phần ứng mạch phần ứng thời gian khởi động ,ta dùng rơle RG Rơle có cuộn dây tạo sức từ động ngợc RG1 RG2 Bình thờng cuộn song song (cuộn điện áp ) tạo sức từ động đủ lớn hút phần ứng rơle ,do điện trở Rf đợc nối tắt trình khởi động đủ nhanh Nếu dòng điện phần ứng vợt giá trị cho phép sức từ động cuộn nối tiếp (cuộn dòng điện )đủ lớn làm cho rơle nhả ,td mở điện trở Rf đợc nối tiếp vào cuộn kích từ máy phát kết dòng điện phần ứng giảm xuống , dòng phần ứng đợc hạn chế theo nguyên tắc rung Để điều chỉnh tốc độ từ xa ,ngời ta dùng động xecvô Đ1và nút ấn M1 , M2, M3 Gỉa thiết máy làm việc bình thờng , muốn có tốc độ lớn , ta ấn nút M1( chiều thuận ) M2 ( chiều ngợc ) Công tắc tơ LĐT LĐN tác động , Vì trình này, rơle RCB tác động lên cuộn dây rơ le 3RLĐ điện Do , chừng nút M1 M2 bị ấn công tắc tơ KT làm việc , động Đ1 quay kéo theo trợt biến trở ĐKT theo chiều tăng điện trở , giảm dòng kích từ Muốn giảm tốc độ ,ấn nút M3 để tiếp điện cho công tắc tơ KN Lúc Đ1 quay ngợc kéo trợt biến trở ĐKT chạy ngợc , làm tăng dòng kích từ động Quá trình hãm bắt đầu xảy ấn nút D diễn theo ba giai đoạn : Bài tập lớn: trang bị điện Đầu tiên giai đoạn hãm tái sinh tăng dòng kích từ động lên giá trị định mức Trong giai đoạn công tác tơ K1 điện , biến trở ĐKT bị ngắt mạch Sức điện động máy phát đợc giữ định mức Khi dòng kích từ động đạt đến giá trị định mức rơ le RT tác động , cắt điện cuộn dây công tắc tơ K3 , công tắc tơ T điện , cắt điện cuộn kích từ máy phát Động chuyển sang trình hãm tái sinh thứ hai sức điện động máy phát giảm dần , từ thông động đợc trị số định mức Giai đoạn cuối hãm động , đợc bắt đầu điện áp máy phát giảm đến trị số nhả rơ le RH Cuộn dây công tác tơ Đg K2 điện , cắt phần ứng đông khởi máy phát đóng vào điện trở hãm Rh Trong trình hãm , dòng điện phần ứng động đợc hạn chế theo nguyên tắc rung nhờ rơ le hai cuộn dây RD Tác động rơ le làm tơng tự nh rơ le RG chế độ thử máy , sử dụng : ấn nút T T T N Lúc công tắc tơ LĐT LĐN điện nên T N có điện ấn nút T T TN Trong sơ đồ , đèn DH1 dùng để báo hiệu trạng thái bình thờng đèn Đ2 trạng thái không bình thờng cuẩ hệ thống dầu bôi trơn Khi máy làm việc mà không đủ dầu đèn ĐH2 sáng mà có tín hiệu còi VI Chọn thông số cho động cơ: Động thực có công suất, điện áp, tốc độ, mômen nh sau: Pdm=55KW Udm=220 V n=4000 v/phút J=0.5 Kg.m2 dm =0.9 Mômen định mức : Mdm M dm = Ta có: Pdm 55000 = * 9.55 = 131( Nm) dm 4000 Bài tập lớn: trang bị điện Ru = 0.5(1 ) dm = U dm I dm U dm Ru I dm (0.5 + 0.5 dm )U dm = K dm K dm K dm = (0.5 + 0.5 * 0.9) * 220 = 0.499 4000 / 9.55 Dòng định mức: Idm I dm = M dm 131 = = 263( A) K dm 0.499 Điện trở phần ứng: Ru Ru = 0.5(1 ) U dm 220 = 0.5(1 0.9) = 0.042( ) I dm 263 Điện trở bản: Rcb = U dm 220 = = 0.84( ) I dm 263 Rcb 0.84 = = = 20 * R u Ru 0.042 M dm M dm 9.95 131 * 9.95 = = = = 0.65 Tc J Wo J nO 0.5 * 4000 VII Mô hình động cơ: Từ phơng trình: Bài tập lớn: trang bị điện I* = (U * * * ) * RU * = M * Mc * * I * Mc * = P.TC P.TC Ta có mô hình động học động cơ: Bài tập lớn: trang bị điện Hình vẽ mô phỏng: đặc tính động chiều Bài tập lớn: trang bị điện Phần III: Gia công chi tiết Tính chọn vật liệu thông số chi tiết: Hình-vẽ Chi tiết gia công thép cácbon Ta gia công chi tiết dao thép gió kích thớc 16x25 Chi tiết gia công gồm nguyên công 1,2,3,4,5 ,6 Nguyên công 1, 3,5 tiện cắt chi tiết (tiện ngang ) Nguyên công 2, 4,6 tiện trụ ( tiện dọc chi tiết ) Vận tốc cắt chi tiết tính theo công thức: VZ = CV T m t XV S YV (m/ph) VZ = 0.5.d ct ct 60.10 (m/ph) Lực cắt chi tiết: Bài tập lớn: trang bị điện FZ = 9.81.C F t X F S YF VZ (N) Công suất cắt: PZ = FZ VZ 60.10 (w) Thời gian máy: L.10 L = Vad ct s ' s s' = tM = tM (s) L.2 (0,5.d ct 60.10 ) = VZ s Trong đó: T: độ bền dao (giờ) t: chiều sâu cắt (mm) s: lợng ăn dao (mm/vòng) dct: đờng kính chi tiết (mm) ct: tốc độ quay chi tiết L: chiều dài gia công (mm ) CV, m, xv, yv, CF, xF, yF: hệ số Ta tra bảng lựa chọn đợc thống số nh sau: *) Nguyên công 1, 3,5 :tiện ngang chi tiết ta chọn: Cv = 47 Xv =0.15 Yv = 0.8 m = 0.2 t = 0.5 mm s = 0.6 mm/vòng tốc độ cắt: v= cv 47 = = 87.(m / phut ) m xv yv 0.2 0.15 0.8 T t s 60 0.5 0.6 Bài tập lớn: trang bị điện *) Nguyên công 2, 4, : tiện dọc chi tiết ta chọn: Cv = 420 Xv =0.15 Yv = 0.2 m = 0.2 t = 0.5 mm s = 0.6 mm/vòng tốc độ cắt: v= cv 420 = = 227.(m / phut ) 0.2 0.15 m xv yv 60 0.5 0.6 T t s Thời gian máy cho chi tiết: tM1 =L d 3,6 10-3 =100.100.3,6.10-3 =36 ( s ) tM2 =L d 1,38 10-3 =100.50.1,38.10-3 =6.9 ( s ) tM3 =L d 3,6 10-3 =20.60.3,6.10-3 =4.32 ( s ) tM4 =L d 1,38 10-3 =80.60.1,38.10-3 =6.6 ( s ) tM5 =L d 3,6 10-3 =20.60.3,6.10-3 =4.32 ( s ) tM6 =L d 1,38 10-3 =50.100.1,38.10-3 =6.9 ( s ) Ta vẽ đờng kích chi tiết theo thời giam máy m-file: Bài tập lớn: trang bị điện Phần iv: Tài liệu tham khảo [1] Trang bị điện -điện tử Máy gia công kim loại Nguyễn Mạnh Tiến - Vũ Quang Hồi Nhà xuất giáo dục [2] Truyền động điện Bùi Quốc Khánh Nguyễn Văn Liễn _ Nguyễn thị Hiền Nhà xuất khoa học kĩ thuật,Hà Nội -2004 [3] Điều chỉnh tự động truyền động điện Bùi Quốc Khánh Nguyễn Văn Liễn _ Phạm Quốc Hải Dơng Văn Nghi Nhà xuất khoa học kĩ thuật [4] Matlap $ simulink Nguyễn Phùng Quang Nhà xuất khoa học kĩ thuật [...]... 9.95 131 * 9.95 = = = = 0.65 Tc J Wo J nO 0.5 * 4000 VII Mô hình động cơ: Từ phơng trình: Bài tập lớn: trang bị điện I* = 1 (U * * * ) * RU * = M * Mc * * I * Mc * = P.TC P.TC Ta có mô hình động học của động cơ: Bài tập lớn: trang bị điện Hình vẽ mô phỏng: đặc tính cơ động cơ 1 chiều Bài tập lớn: trang bị điện Phần III: Gia công chi tiết 1 Tính chọn vật liệu và các thông số của chi tiết: Hình-vẽ... theo ba giai đoạn : Bài tập lớn: trang bị điện Đầu tiên là giai đoạn hãm tái sinh do tăng dòng kích từ động cơ lên giá trị định mức Trong giai đoạn này công tác tơ K1 mất điện , biến trở ĐKT bị ngắt mạch Sức điện động máy phát vẫn đợc giữ định mức Khi dòng kích từ động cơ đạt đến giá trị định mức rơ le RT tác động , cắt điện cuộn dây công tắc tơ K3 , công tắc tơ T mất điện , cắt điện cuộn kích từ... kích chi tiết theo thời giam máy trên m-file: Bài tập lớn: trang bị điện Phần iv: Tài liệu tham khảo [1] Trang bị điện -điện tử Máy gia công kim loại Nguyễn Mạnh Tiến - Vũ Quang Hồi Nhà xuất bản giáo dục [2] Truyền động điện Bùi Quốc Khánh Nguyễn Văn Liễn _ Nguyễn thị Hiền Nhà xuất bản khoa học kĩ thuật,Hà Nội -2004 [3] Điều chỉnh tự động truyền động điện Bùi Quốc Khánh Nguyễn Văn Liễn _ Phạm Quốc... và RG2 Bình thờng cuộn song song (cuộn điện áp ) tạo ra sức từ động đủ lớn hút phần ứng rơle ,do đó điện trở Rf đợc nối tắt và quá trình khởi động đủ nhanh Nếu dòng điện phần ứng vợt quá giá trị cho phép thì sức từ động của cuộn nối tiếp (cuộn dòng điện )đủ lớn làm cho rơle nhả ,td của nó mở ra và điện trở Rf đợc nối tiếp vào cuộn kích từ máy phát kết quả dòng điện phần ứng giảm xuống , dòng phần ứng... M dm = Ta có: Pdm 55000 = * 9.55 = 131( Nm) dm 4000 Bài tập lớn: trang bị điện Ru = 0.5(1 ) dm = U dm I dm U dm Ru I dm (0.5 + 0.5 dm )U dm = K dm K dm K dm = (0.5 + 0.5 * 0.9) * 220 = 0.499 4000 / 9.55 Dòng định mức: Idm I dm = M dm 131 = = 263( A) K dm 0.499 Điện trở phần ứng: Ru Ru = 0.5(1 ) U dm 220 = 0.5(1 0.9) = 0.042( ) I dm 263 Điện trở cơ bản: Rcb = U dm 220 = = 0.84( ) I dm 263.. .Bài tập lớn: trang bị điện - Chiều quay trục chính đã đợc chọn :tiếp điểm CTC1 hoặc CTC2 kín ( rơle 1RLD hoặc 2RLD có điện ) - Đã đặt tốc độ nào đó : tiếp điểm TĐ kín - Các bánh răng trong hộp tốc độ đã ăn khớp hoàn toàn :các tiếp điểm 1KBR ,2KBR, 3KBR ,4KBR... Nguyên công 1, 3,5 :tiện ngang chi tiết ta chọn: Cv = 47 Xv =0.15 Yv = 0.8 m = 0.2 t = 0.5 mm s = 0.6 mm/vòng tốc độ cắt: v= cv 47 = = 87.(m / phut ) m xv yv 0.2 0.15 0.8 T t s 60 0.5 0.6 Bài tập lớn: trang bị điện *) Nguyên công 2, 4, 6 : tiện dọc chi tiết ta chọn: Cv = 420 Xv =0.15 Yv = 0.2 m = 0.2 t = 0.5 mm s = 0.6 mm/vòng tốc độ cắt: v= cv 420 = = 227.(m / phut ) 0.2 0.15 0 2 m xv yv 60 0.5... (tiện ngang ) Nguyên công 2, 4,6 tiện trụ ( tiện dọc chi tiết ) Vận tốc cắt của chi tiết tính theo công thức: VZ = CV T m t XV S YV (m/ph) VZ = 0.5.d ct ct 60.10 3 (m/ph) Lực cắt chi tiết: Bài tập lớn: trang bị điện FZ = 9.81.C F t X F S YF VZ (N) Công suất cắt: PZ = FZ VZ 60.10 3 (w) Thời gian máy: L.10 3 L = Vad ct s ' s s' = 2 tM = tM (s) L.2 (0,5.d ct 60.10 3 ) = VZ s Trong đó: T: độ bền dao (giờ)... sang quá trình hãm tái sinh thứ hai do sức điện động máy phát giảm dần , còn từ thông động cơ đợc ở trị số định mức Giai đoạn cuối cùng là hãm động năng , đợc bắt đầu khi điện áp máy phát giảm đến trị số nhả của rơ le RH Cuộn dây các công tác tơ Đg và K2 mất điện , cắt phần ứng đông cơ ra khởi máy phát và đóng vào điện trở hãm Rh Trong quá trình hãm , dòng điện phần ứng động cơ đợc hạn chế theo nguyên... độ lớn hơn , ta ấn nút M1( đối với chiều thuận ) hoặc M2 ( chiều ngợc ) Công tắc tơ LĐT hoặc LĐN tác động , Vì quá trình này, rơle RCB đã tác động lên cuộn dây rơ le 3RLĐ không có điện Do đó , chừng nào nút M1 hoặc M2 còn bị ấn thì công tắc tơ KT còn làm việc , động cơ Đ1 còn quay và kéo theo con trợt biến trở ĐKT theo chiều tăng điện trở , giảm dòng kích từ Muốn giảm tốc độ ,ấn nút M3 để tiếp điện