Thiết kế tủ điều khiển, lắp đặt máy mài 3a161, tính toán vật tư kỹ thuật

Với học phần đồ án trang bị điện em được giao đề tài: “ Thiết kế tủ điều khiển, lắp đặt máy mài 3A161,tính toán vật tư kỹ thuật “.. Với đề tài này chúng ta phải tìm hiểu những vấn đề sau

MỤC LỤC

LỞI MỞ ĐẦU 8

CHƯƠNG 1 .9

KHÁT QUÁT VỀ TRANG BỊ ĐIỆN CHO MÁY MÀI 3A161 9

1.1.Đặc điểm công nghệ của máy mài 9

1.2.Những yêu cầu về truyền động điện và trang bị điện của máy mài 3A161 .10 1.3.Sơ đồ điều khiển máy mài 11

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ TỦ ĐIỆN 15

2.1.Sơ đồ tổng thể nhà máy 15

2.2.Tính toán thông số kỹ thuật 15

CHƯƠNG 3 THỐNG KÊ TÍNH TOÁN VẬT TƯ KỸ THUẬT 30

KẾT LUẬN 32

Tài liệu tham khảo: 33

LỞI MỞ ĐẦU

Ngày nay với sự ra đời và phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật Chonên vai trò của máy móc trong sản xuất ngày càng trở nên quan trọng Nó ảnhhưởng trực tiếp đến năng suất cũng như sản phầm làm ra của một nhà máy.Trong ngành chế tạo cơ khí, máy mài cũng có vai trò vô cùng quan trọng Với

sự ra đời của máy mài việc làm nhẵn bề mặt chi tiết hay làm vát các góc của chitiết theo bản vẽ kỹ thuật trở nên dễ dàng hơn rất nhiều Với học phần đồ án trang

bị điện em được giao đề tài: “ Thiết kế tủ điều khiển, lắp đặt máy mài 3A161,tính toán vật tư kỹ thuật “

Với đề tài này chúng ta phải tìm hiểu những vấn đề sau:

1.Tìm hiểu đặc điểm công nghệ và sơ đồ cấu tạo nguyên

2.Tính toán kích thước cuả thiết bị có trong sơ đồ

3.Tính toán , lựa chọn thiết bị vật tư kỹ thuật

4.Tìm hiểu tiêu chuẩn về thiết kế tủ điện

5.Thiết kế tủ điện theo sơ đồ nguyên lí

Với sự nhiệt tình giúp đỡ của thầy PGS.TS Hoàng Xuân Bình và các thầy cô tổ

bộ môn, thầy giáo hướng dẫn và nỗ lục của bản thân em đã hoàn thành đề tài đồ

án môn học trang bị điện Tuy nhiên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót,kính mong thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến nhận xét để quyển đồ án đượchoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiệnNguyễn Xương Danh

Hình 1.1.Sơ đồ gia công chi tiết máy mài

+ Máy mài tròn có 2 loại: máy mài tròn ngoài (hình -1.a) và máy mài tròn trong(hình-1b) Chuyển động chính của máy mài tròn là chuyển động quay của đámài, chuyển động ăn dao là chuyển động tịnh tiến dọc trục của ụ đá hoặc chuyểnđộng quay của chi tiết Chuyển động phụ là di chuyển nhanh ụ đá hoặc chi tiết… + Máy mài phẳng có 2 loại: mài bằng biên đá (hình – 1.c) và mặt đầu ( hình –1.d) Hai loại máy này có sự chuyển động tương đối giống nhau Máy mài biên

đá, đá mài quay tròn và chuyển động tịnh tiến ngang so với chi tiết, bàn máyđược kẹp chi tiết cũng chuyển động tịnh tiến qua lại Chuyển động quay đá làchuyển động chính, chuyển động ăn dao là ăn dao ngang hoặc sự chuyển độngtịnh tiến của chi tiết cần gai công Ở máy mài bằng đầu mặt đá, bàn có thể cóhình dạng khác nhau tròn hoặc hình chữ nhật tùy theo yêu cầu sản xuất.Chuyển

động chính và chuyển động ăn dao của máy mài bằng mặt đầu đá giống với máymài bằng biên đá Đối với máy mài tham số kỹ thuật được chú ý nhất là tốc độcắt (m/s):

vi điều chỉnh tốc độ là D= 2÷4/1 với công suất= const

- Đối với máy mài cỡ trung bình và nhỏ v= 50÷80 (m/s)

- Nguồn của các động cơ là các bộ biến tần hoặc có thể là các máy phát tần sốcao (BBT quay) hoặc là các bộ biến tần tĩnh (BBT bằng thyristor)

- Momen crn trên trục động cơ là 15÷20% momen định mức Momen quán tínhcủa đá và cơ cấu truyền lực lại lớn 500÷600% momen quán tính của động cơ.Chính vì những đặc tính này mà động cơ quay đá cần được hãm cưỡng bức

- Đối với máy mài không yêu cầu đảo chiều quay

2.Truyền động ăn dao.

a.Máy mài tròn

-Thông thường máy có công suất nhỏ người ta sử dụng động cơ không đồng bộ

sử dụng nhiều cấp tốc độ (điều chỉnh số cặp cực p) với D= (2÷4)/1

- Máy công suất lớn người ta sử dụng hệ thống biến đổi- động cơ điện 1 chiều(BBĐ_ĐM), hệ KĐT-ĐM có D=10/1 với điều chỉnh điện áp phần ứng

- Truyền động ăn dao dọc trục có phạm vi điều chỉnh tốc độ D= ÷(20÷25)/1

- Truyền động ăn dao ngang được sử dụng hệ thống thủy lực

b.Máy mài phẳng

- Truyền động ăn dao cũng được sử dụng hệ thống thủy lực

- Sử dụng hệ truyền động điện một chiều với D= (8÷10)/1

3.Truyền động phụ

- Sử dụng động cơ không dđồng bộ roto lồng sóc

1.3.Sơ đồ điều khiển máy mài

1.3.a.Sơ đồ điều khiển

Hình 1.4.Sơ đồ điều khiển máy mài

Sơ đồ gồm 2 phần chính:

- Phần mạch động lực: bao gồm bốn động cơ ĐM, ĐT, ĐB, ĐC.Trong đó cácđộng cơ ĐM, ĐT, ĐB là động cơ không đồng bộ roto lồng sóc Cả ba động cơđều được cấp nguồn xoay chiều 3 pha, được đóng cắt nhờ cầu dao CD

+ Động cơ ĐM: được bảo vệ ngắn mạch nhờ cầu chì (CC1) và được bảo vệquá tải nhờ rơ le nhiệt (1RN).

+ Động cơ ĐT: được bảo vệ ngắn mạch nhờ cầu chì (CC3) và được bảo vệ quátải nhờ rơ le nhiệt (2RN)

+ Động cơ ĐC: là động cơ 1 chiều được cấp nguồn KDT, được bảo vệ ngắnmạch nhờ cầu chì (CC2) và được bảo vệ quá tải nhờ rơ le nhiệt (3RN)

- Phần mạch điều khiển

+ Sử dụng nguồn 220V nhờ biến áp 2BA Biến áp 2BA được baoe vệ ngắnmạch nhờ cầu chì CC2 Toàn bộ mạch điều khiển được bảo vệ ngắn mạch bởicầu chi CC4

1.3.b.Nguyên lí hoạt động

- 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 công tắc 1CT, 2CT, 3CT được đóng sang vị trí 1 Mở máyđộng cơ ĐT nhờ ấn nút MT, sau đó có thể đồng thời ĐM và ĐB bằng ấn nút

MN Động cơ ĐC được khởi động bằng nút ấn MC

+ Trước hết, đóng các công tắc, 1CT, 2CT, 3CT sang vị trí 2 Kéo tay gạt điềukhiển (được bố trí trên máy) về vị trí di chuyển nhanh ụ đá vào chi tiết (nhờ hệthống thuỷ lực )

+ Khi ụ đá đi đến vị trí cần thiết, công tắc hành trình 1KT tác động đóng mạchcho nguồn dây công tắc tơ KC và KB, các động cơ ĐC và ĐB được khởi động.Đồng thời thuỷ lực của máy được khởi động, quá trình gia công bắt đầu

+ Khi kết thúc giai đoạn mài thô, công tắc hành trình 2KT tác động, đóng mạchcuộn dây rơle RTr Tiếp điểm của nó đóng điện cho cuộn dây nam châm 1NC,

để chuyển đổi van thuỷ lực, làm giảm tốc độ ăn dao của ụ đá Như vậy giai đoạnmài tinh bắt đầu

+ Khi kích thước chi tiết đã đạt yêu cầu, công tắc hành trình 3KT tác động, đóngmạch cuộn dây 2RTr Tiếp điểm rơle này đóng điện cho cuộn dây nam châm2NC để chuyển đổi van thuỷ lực, đưa nhanh ụ đá về vị trí ban đầu

+ Sau đó, công tắc 1KT phục hồi cắt điện công tắc tơ KC và KB; Động cơ ĐCđược cắt điện và hãm động năng nhờ công tơ H Khi tốc độ động cơ đủ thấp,

tiếp điểm rơle tốc độ RKT mở ra, cắt điện cuộn dây công tắc tơ H Tiếp điểmcủa H cắt điện trở hãm ra khỏi phần ứng động cơ.

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ TỦ ĐIỆN

2.1.Sơ đồ tổng thể nhà máy

2.2.Tính toán thông số kỹ thuật

1.Động cơ ĐM quay đá mài

Điện áp

- Từ các thông số trên ta lựa chọn động cơ Động cơ điện 3 pha WanShin GH

7KW của hãng Wanshin của Đàì Loan

Hình 2.1 Động cơ điện 3 pha WanShin GH 7KW

Bảng 2 Thông số động cơ Wanshin GH

Tên động

cơ

Công suất( KW )

Điện áp( V )

Tốc độ( vòng/phút)

Kíchthước( cm )

Giá thành

- Giá thành dây cáp DSTA 3x2.5 là 22.430VND/m

- Từ dòng điện ta tính được ta chọn contactor KM có thông số như sauContactor 3 cực MC-18a Dòng định mức 18A Điện áp cuộn dây 220VAC.Tiếp điểm phụ 1NO Cấp bảo vệ IP20 của hãng LSIS.Giá thành của MC-32 là415.000 VNĐ/c

Hình 2.2.Contactor LS MC – 18A

- Từ việc tính toán dòng điện làm việc của động cơ ĐM ta chọn role 1RN làRelay nhiệt LS MT-32(12-18A) Giá của LS MT-32(12-18A) là 230.000vnd/c

Hình 2.3.Role nhiệt LS MT-32

Điện áp

- Vì nhiệm vụ của động cơ ĐT là bơm dầu cho hệ thống thủy lực để thực hiện

ăn dao ngang của ụ đá, ăn dao dọc của bàn máy di chuyển nhanh ụ đá ăn vào chitiết hoặc ra khỏi chi tiết Từ các thông số trên ta lựa chọn máy bơm PentaxCM32/160B 2.2KW xuất xứ từ Ý

Hình 2.4 máy bơm Pentax CM32/160B 2.2KW

Bảng 3 Thông số máy bơm Pentax CM32/160B

Tên động cơ Công suất

( KW )

Điện áp( V )

Lưu lượng( m3/h )

- Từ dòng điện tính được ta chọn dây dẫn có tiết diện 1,5mm2 Vì dây dẫn ta đặt

máng cáp ngầm nên ta chọn dây cáp điện Cadivi, Cáp ngầm DSTA 3x1,5

(3x7/0.67)-300/500V

- Giá thành dây cáp DSTA 3x1.5 là 14.170 VND/m

- Từ dòng điện ta tính được ta chọn contactor KT có thông số như sau Contactor

3 cực MC- 6a Dòng định mức 6A Điện áp cuộn dây 220VAC Tiếp điểm phụ

1NO Cấp bảo vệ IP20 của hãng LSIS Giá thành của MC- 6A là 165.000 VNĐ/

c

Điện áp

- Trong quy trình công nghê thì động cơ ĐB có nhiệm vụ bơm nước làm mát.Từ

các thông số trên ta lựa chọn động cơ Động cơ điện 3 pha máy bơm PanasonicA-130JAK

Hình 2.7 máy bơm Panasonic A-130JAK

Bảng 6 Thông số máy bơm Panasonic A-130JAK

Tên động

cơ

Công suất( KW )

Điện áp( V )

Lưu lượng( lít/phút )

- Giá thành dây cáp DSTA 3x1.5 là 14.170 VND/m

- Từ dòng điện ta tính được ta chọn contactor KB có thông số như sau Contactor

3 cực MC- 6A Dòng định mức 6A Điện áp cuộn dây 220VAC Tiếp điểm phụ1NO Cấp bảo vệ IP20 của hãng LSIS Giá thành của MC- 6A là 165.000 VNĐ/c

Tốc độVòng/phút

Điện ápV

Hệ số cos φ

- Trên sơ đồ công nghệ động cơ ĐC quay chi tiết nên ta chọn loại động cơ ĐC

là động cơ điện một chiều kích từ động lập Động cơ GUANGLU Y3-802-4 củahãng GuangLu

- Động cơ GUANGLU Y3-802-4 có gái 1.600.000VNĐ/c

Hình 2.9.Động cơ điện GUANGLU Y3-802-4

Bảng 6 Thông số động cơ điện GUANGLU Y3-802-4

Tên động

cơ

Công suất( KW )

Điện áp( V )

Tốc độ( vòng/phút )

- Giá thành dây cáp DSTA 3x1.5 là 14.170 VND/m

- Từ dòng điện ta tính được ta chọn contactor KC có thông số như sau Contactor

3 cực MC- 6a Dòng định mức 6A Điện áp cuộn dây 220VAC Tiếp điểm phụ1NO Cấp bảo vệ IP20 của hãng LSIS Giá thành của MC- 6A là 165.000 VNĐ/c

Hình 2.11 Aptomat LS / MCB - BKN 3P

 - Thuộc dãy sản phẩm BKN của dòng BK Series

 - Bảo vệ: quá tải, ngắn mạch

 - Dòng định mức: 6,10,16,20,25,32,40,50,63 A

 - Đặc tính: đường cong loại B,C,D

 - Số cực (pha): 3p

 - Khả năng ngắt : 6kA tại 230/400VAC

 - Tiêu chuẩn IEC 60898

 - Phương thức bảo vệ: từ nhiệt

 - Độ bền điện : 6000 lần (đóng/cắt)

 - Cách lắp: trên DIN rail 35mm

7.Thiết kế tủ điện

7.1.1.Tổng quan về tủ điện

- Tủ điện công nghiệp ứng dụng trong ngành sản xuất công nghiệp đòi hỏi tủ

điện làm việc bề bỉ, ổn định, liên lục, chính xác trong thời gian dài ngoài hiệntrường (như ngoài trời, trong các xưởng sản xuất, nhà máy, khu công nghiệp,thương mại, tòa nhà cao tầng….), Tủ điện công nghiệp chịu được môi trườngbụi, rung, hóa chất ăn mòn, nước, nhiễu cao, công suất lớn…từ mạng điện lưới

hạ thế đến cao thế Tuy nhiên sự phân biệt này cũng mang tính chất tương đối,nhấn mạnh 1 điểm là tủ điện công nghiệp phải được thiết kế và lắp ráp theo các

tiêu chuẩn công nghiệp mà quốc tế đưa ra, cụ thể như sau:

- (1).Điện thế vào/ra: 1 pha 220VAC và 3 pha 380VAC, dòng điện định mức: 10

÷ 6300A, dòng cắt: 5 ÷ 100kA, tần số: 50/60Hz

- (2).Tiêu chuẩn lắp tủ: IEC 60439-1: áp dung cho lắp ráp tủ điện, IEC 60947-2:

áp dụng cho thiết bị đóng cắt hạ thế, IEC 61641: Tiêu chuẩn ngăn ngừa sự cố hồquang, IEC 60529: Tiêu chuẩn về cấp bảo vệ

- (3).Vỏ tủ điện công nghiệp: Tủ điện có thể có 1 hay 2 lớp cửa, bề mặt sơn tĩnh

điện hay nhuộm, vật liệu là thép cán nguội, thép cán nóng, tráng kẽm, Inox, dầy1-3mm, có thể lắp trên sàn hay treo tường Thanh đồng cái được chế tạo bằngvật liệu đồng đỏ có độ dẫn điện cao Có thể sử dụng vật liệu bằng nhôm Hệthống giá đỡ được chế tạo tờ vật liệu cách điện tổng hợp có sợi thủy tinh đểchống cháy

- (4).Kích thước tủ (H x W x D): tùy vào yêu cầu đặt hàng

- (5).Cấp bảo vệ IP (ingress protection): là tiêu chuẩn của lớp vỏ tủ/máy bảo vệthiết bị chống xâm nhập của bụi bẩn và nước Cấp bảo vệ thường được ký hiệubằng "IP" và theo sau với 2 con số chỉ mức độ bảo vệ của lớp vỏ, trong đó: + Số thứ thứ nhất bảo vệ khỏi sự xâm nhập của các thể rắn, bụi: 0 (không bảovệ), 1 (Các vật thể có đường kính lớn hơn 50mm), 2 (Các vật thể có đường kínhlớn hơn 12mm), 3 (Các vật thể có đường kính lớn hơn 2.5mm), 4 (Vật thể có

kích thước nhỏ nhưng đường kính lớn hơn 1mm), 5 (Không bảo vệ hoàn toàn,nhưng lượng bụi xâm nhập không ảnh hưởng đến sự hoạt động của thiết bị), 6(Bảo vệ hoàn toàn trước sụ xâm nhập của bụi).

+ Chỉ số thứ 2 bảo vệ khỏi sự xâm nhập của nước và các loại chất lỏng: 0(không bảo vệ), 1 (Nước nhỏ thẳng đứng), 2 (Nước phun theo góc dưới 15 độ từphương thẳng đứng), 3 (Nước phun theo góc dưới 60 độ từ phương thẳng đứng),

4 (Nước phun theo tất cả các hướng), 5 (Vòi phun nước áp suất thấp từ tất cả cáchướng), 6 (Vòi phun áp suất cao tất cả các hướng), 7 (Bị nhúng nước tạm thời15cm đến 1m), 8 (Chìm trong nước thời gian dài, áp suất cao)

+ Trường hợp IP có thể đi kèm với chỉ số thứ 3 khi chỉ độ chắc chắn của lớp

vỏ bảo vệ chống lại lực tác động từ bên ngoài: 0 (không bảo vệ), 1(chịu lực tácđộng của vật 150g thả từ độ cao 15cm), 2 (chịu lực tác động của vật 250g thả từ

độ cao 15cm), 3 (chịu lực tác động của vật 250g thả từ độ cao 20cm), 4 (chịu lựctác động của vật 500g thả từ độ cao 40cm), 5 (Tác động của vật 610g thả từ độcao 1m), 6 (Tác động của vật 2000g thả từ độ cao 1m)

7.1.2.Tủ cấp nguồn

- Trong các nhà máy, để vận hành một dây chuyền sản xuất điều đầu tiên cácnhà thiết kế phải thiết kế một tủ cấp nguồn

Hình 2.12 bản vẽ tổng thể tủ cấp nguồn

Nguồn ở đây được lấy từ lưới điện quốc gia qua máy biến áp đưa vào nhà máy

Hệ thống tủ cấp nguồn được bố trí một aptomat tổng và nhiều aptomat cấp nhỏhơn Aptomat chính cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống điện trong nhà máy cònaptomat cấp nhỏ hơn cấp nguồn riêng cho từng thiết bị được phân chia trong nhàmáy Nhìn trên sơ đồ [1] ta thấy được aptomat cấp nguồn cho máy mài 3A161được người thiết kế đặt tên là AT-3A161 Khi đóng AT-3A161 sẽ cấp nguồncho tủ điều khiển máy mài

7.1.3.Tủ khuếch đại từ

- Trên sơ đồ nguyên lí cảu máy mài 3A161, bộ khuếch đại từ có vai trò rất quan

trọng Khuếch đại từ là phần tử khuếch đại công suất

Hình 2.13 cấu tạo bộ khuếch đại từ

- Máy mài 3A161 được bố trí 6 bộ khuếch đại từ trên sơ đồ nguyên lí Với yêucầu trên ta lựa chọn bộ khuếch đại từ có kích thước như sau

KÐT

Hình 2.14 kích thước của bộ khuếch đại từ

Từ kích thước của một bộ khuếch đại từ như trên ta bắt đầu tính toán lựa chọních thước của tủ khuếch đại từ sao cho hợp lí và tiết kiệm nhất có thể Tủ khuếchđại từ

được thiết kế như sau:

Hình 2.15.bản vẽ tổng quan của tủ khuếch đại từ

7.1.4.Tủ hiệu chỉnh

- Trên thực tế động cơ qua chi tiết không phải làm việc cố định với một mức tốc

độ nào nhất định mà nó thường thay đổi tùy theo yêu cầu hay bản vẽ kỹ thuậtcủa chi tiết Vì vậy khi thiết kế hệ truyền động điện cho máy mài 3A161 các nhàthiết kế đã thiết kế điện trở RH , biến trở VR1, VR2 đấu song song với động cơquay chi tiết để việc thay đổi tốc độ động cơ quay chi tiết được thuận lợi hơn

CHƯƠNG 3 THỐNG KÊ TÍNH TOÁN VẬT TƯ KỸ THUẬT

LS MT-12

12 Tủ cấp nguồn

700x500x300

Công tyHATECO

15 Tủ Điều khiển

700x500x300

Công tyHATECO

Đồ án môn học trang bị điện là một nhiệm vụ hết sức quan trọng đối vớimỗi sinh viên để có thể hoàn thành khóa học của mình Với việc thiết kế tủ điềukhiển, lắp ráp , tính toán vật tư kỹ thuật cho máy mài 3A161 Nhiệm vụ này đãgiúp em có cái nhìn tổng quát hơn về việc thiết kế tủ điện cho một dây chuyềnsản xuất, giúp e tích lũy them được kiến thức về vật tư của các hãng sản xuất.Sau một thời gian được giao nhiệm vụ thiết kế đề tài tốt nghiệp trên, dưới sựhướng dẫn tận tình của thầy PGS.TS Hoàng Xuân Bình cùng với sự nỗ lực củabản thân em đã hoàn thành nhiệm vụ của mình Do thời gian có hạn, chưa cónhiều kinh nghiệp thực tế, đồ án của em không tránh khỏi thiếu sót, rất kínhmong các thầy cô và các bạn trong bộ môn có thể chỉ bảo thêm.

Em xin chân thành cảm ơn !

Tài liệu tham khảo:

[1] Giáo trình Trang bị điện – điện tử máy gia công kim loại