ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: Thiết kế hệ thống truyền động ăn dao máy doa ngang 2620 dùng hệ Chỉnh lưu – động cơ một chiều

TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đồ án: Thiết kế hệ thống truyền động ăn dao máy doa ngang 2620 dùng hệ Chỉnh lưu – động chiều GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn -1- SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trước hết em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc thầy giáo, cô giáo Khoa Điện – trường Đại học SPKT Vinh dạy dỗ trang bị cho em kiến thức chuyên ngành quý giá năm học vừa qua Đặc biệt Th.S Vũ Anh Tuấn - Người trực tiếp hướng dẫn em thực đề tài Qua em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Do trình độ thời gian nghiên cứu có hạn chế, nên khơng tránh khỏi thiếu sót, nhược điểm Vì vậy, em mong nhận quan tâm, đóng góp ý kiến cách thẳng thắn, chân thành thầy, cô giáo Khoa độc giả để đề tài ngày hoàn thiện, đầy đủ, có ý nghĩa lý luận thực tiễn Một lần em xin chân thành cảm ơn! Vinh, ngày 30 tháng năm 2011 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thắm GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn -2- SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ TRONG ĐỒ ÁN Hình 1-1: Hình dạng bên ngồi máy doa 13 Hình1-2: Sơ đồ hệ thống tru yền động ăn dao máy a 2620 ………………18 Hình 2-1: Hệ truyền động T – Đ đảo chiều dịng kích từ 23 Hình 2-2: Sơ đồ khối hệ thống T – Đ nhờ đảo chiều dòng phần ứng 23 Hình 2-3: Sơ đồ khối hệ thống T – Đ 24 Hình 2-4: Sơ đồ đặc tính hệ T – Đ 26 Hình 2-5: Sơ đồ chỉnh lưu cầu pha điều khiển đối xứng 28 Hình 2-6: Phương án cấp xung chỉnh lưu cầu pha 29 Hình 2-7: Sơ đồ chỉnh lưu cầu pha điều khiển không đối xứng 30 Hình 2-8: Sơ đồ nguyên lý hệ thống CL - Đ hình tia pha sơ đồ thay 31 Hình 2-9: Đồ thị chỉnh lưu Tiristor hình tia pha .32 Hình 2-10: Sơ đồ nguyên lý hệ thống CL- Đ hình cầu pha sơ đồ thay .34 Hình 2-11: Sơ đồ mạch chỉnh lưu cầu ba pha 36 Hình 2-12: Sơ đồ mạch điều khiển riêng rẽ 40 Hình 2-13: Sơ đồ nối song song ngược hệ thống CL – Đ 41 Hình 2-14: Mạch động lực thiết bị bảo vệ 52 Hình 3-1: Sơ đồ khối khâu phát xung theo nguyên tắc pha đứng 56 Hình 3-2: Nguyên lý điều khển chỉnh lưu 58 Hình 3-3: Mạch tạo xung cưa giản đồ thời gian 59 Hình 3-4: Mạch dùng hai Transitor 60 Hình 3-5: Đồ thị điện áp khâu tạo xung 61 Hình 3-6: Sơ đồ dùng IC khuếch đại thuật toán .62 Hình 3-7: Sơ đồ mạch tạo xung cưa 63 Hình 3-8: Sơ đồ mạch mạch so sánh 64 Hình 3-9: Giản đồ điện áp khâu so sánh 66 Hình 3-10: Sơ đồ nguyên lý mạch sửa xung 67 Hình 3-12: Sơ đồ nguyên lý mạch khuyếch đại truyền xung .68 Hình 3-13: Giản đồ điện áp đầu biến áp xung 69 Hình 3-14: Sơ đồ nguyên lý mạch truyền xung 71 GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn -3- SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 3-15: Sơ đồ tổng hợp mạch điều khiển hệ thống 71 Hình 3-16: Hình chiếu lõi biến áp xung 74 Hình 3-17: Sơ đồ mạch tạo nguồn nuôi 76 Hình 3-18: Sơ đồ khối tạo điện áp chủ đạo 77 Hình 3-19: Sơ đồ khối phản hồi âm dòng điện 77 Hình 3-20: Khâu phản hồi tốc độ 79 Hình 3-21: Sơ đồ tổng hợp mạch khuếch đại trung gian 79 Hình 3-22: Sơ đồ chân IC TL 084 80 Hình 5-1: Sơ đồ thay mạch chỉnh lưu điều khiển .88 Hình 5-2: Sơ đồ cấu trúc khâu chỉnh lưu 89 Hình 5-3: Sơ đồ thay động điện chiều 89 Hình 5-4: Sơ đồ cấu trúc động điện chiều 90 Hình 5-5: Sơ đồ cấu trúc hệ thống 91 Hình 7-1: Thư viện khối chuẩn Simulink 100 Hình 7-2: Đồ thị mơ tả biến đổi hệ thống 104 Hình 7-3: Kết mô hoạt động động điện chiều……………….105 Hình 7-4: Kết mơ hoạt động mạch vòng dòng điện Error! Bookmark not defined Hình 7-5: Kết mơ khâu phản hồi tốc độ hệ truyền động 110 Hình 7-6: Kết mơ khâu phản hồi tác động 111 GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn -4- SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT TT KÝ HIỆU NỘI DUNG Đ Động ĐB Đồng BBĐ Bộ biến đổi STĐ Sức từ động MFT Máy phát tốc MBA Máy biến áp BAX Biến áp xung KĐTG Khuếch đại trung gian KĐTT Khuếch đại thuật toán 10 MĐKĐ Máy điện khuếch đại GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn -5- SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC PHẦN I: GIỚI THIỆU VỀ MÁY DOA NGANG 2620A 12 Chức năng, công dụng máy doa 12 Phân loại máy doa .12 Kết cấu máy doa 2620A 13 Đặc điểm công nghệ 13 Yêu cầu truyền động điện máy doa 14 5.1 Truyền động 14 5.2 Truyền động ăn dao 14 5.3 Thông số kỹ thuật 14 Các chế độ vận hành máy .15 Các yêu cầu trang bị điện cho truyền động ăn dao máy doa 2620A .15 7.1 Phạm vi điều chỉnh tốc độ 15 7.2 Độ trơn điều chỉnh .15 7.3 Độ ổn định tốc độ làm việc 15 7.4 Sự phù hợp đặc tính điều chỉnh đặc tính 16 7.5 Yêu cầu tự động hạn chế phụ tải 16 7.6 Yêu cầu hãm dừng xác .17 7.7.Yêu cầu đảo chiều………………………………………………………….17 7.8 Yêu cầu kinh tế 17 Sơ đồ truyền động ăn dao máy doa ngang 2620 17 PHẦN II: THIẾT KẾ MẠCH LỰC HỆ TRUYỀN ĐỘNG .21 I KHÁI QUÁT CHUNG 21 II HỆ THỐNG CHỈNH LƯU - ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU 22 Hệ truyền động chỉnh lưu – động chiều .22 Một số hệ truyền động T – Đ 22 Sơ đồ khối hệ truyền động Tiristor – động (T – Đ ) 24 3.1 Giới thiệu sơ đồ: 24 3.2 Nguyên lý làm việc 24 3.3 Họ đặc tính hệ thống T – Đ 25 GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn -6- SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đánh giá chất lượng hệ thống T – Đ 26 4.1 Ưu điểm: 26 4.2 Nhược điểm: 27 III LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA MẠCH CHỈNH LƯU 27 Mạch chỉnh lưu cầu pha 28 1.1 Mạch chỉnh lưu cầu pha điều khiển đối xứng 28 1.1.1 Sơ đồ nguyên lý 28 1.1.2 Nguyên lý hoạt động .28 1.2 Mạch chỉnh lưu cầu pha điều khiển đối xứng 29 1.2.1 Sơ đồ nguyên lý 29 1.2.2 Nguyên lý hoạt động .30 Mạch chỉnh lưu hình tia ba pha .30 2.1 Sơ đồ nối dây hình tia ba pha .30 2.2 Đặc điểm sơ đồ hình tia ba pha 31 2.3 Nguyên lí làm việc 31 Sơ đồ hình cầu 33 3.1 Sơ đồ nguyên lý 33 3.2 Đặc điểm sơ đồ chỉnh lưu cầu 34 3.3 Nguyên lí làm việc sơ đồ cầu .34 Kết luận 37 IV LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐẢO CHIỀU 37 V PHƯƠNG ÁN ĐIỀU KHIỂN 39 Phương án điều khiển riêng rẽ (điều khiển độc lập) .39 Phương án điều khiển chung (phụ thuộc) 40 VI TÍNH CHỌN THIẾT BỊ MẠCH ĐỘNG LỰC 41 Chọn động truyền động 42 Các thông số lại động 42 Tính chọn van động lực 43 Tính tốn máy biến áp chỉnh lưu 44 Tính chọn cuộn kháng cân 46 Tính chọn cuộn kháng san 47 Tính chọn thiết bị mạch bảo vệ .49 7.1 Bảo vệ nhiệt độ cho van bán dẫn 49 7.2 Bảo vệ dòng điện cho van 49 7.3 Bảo vệ điện áp cho van 51 GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn -7- SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VII XÂY DỰNG SƠ ĐỒ MẠCH LỰC 51 1.Giới thiệu thiết bị sơ đồ: .53 Nguyên lý làm việc mạch động lực .53 PHẦN III: THIẾT KẾ MẠCH PHÁT XUNG ĐIỀU KHIỂN 55 I KHÁI QUÁT CHUNG 55 II CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÁT XUNG ĐIỀU KHIỂN 55 Phương pháp phát xung điều khiển theo nguyên tắc pha đứng 55 Phương pháp phát xung điều khiển sử dụng điốt hai cực gốc (UJT ) .56 Phương pháp phát xung điều khiển theo pha ngang .56 III PHÁT XUNG ĐIỀU KHIỂN THEO NGUYÊN TẮC PHA ĐỨNG 56 Sơ đồ khối hệ thống điều khển theo nguyên tắc pha đứng .56 1.1 Giới thiệu sơ đồ 56 1.2 Nguyên lý làm việc 57 Các khâu mạch phát xung điều khiển theo nguyên tắc pha đứng 58 2.1 Mạch đồng hóa phát xung cưa (khâu đồng pha) 58 2.1.1 Sơ đồ sử dụng Transitor tụ điện 59 2.1.2 Sơ đồ dùng hai transistor .60 2.1.3 Sơ đồ dùng IC khuếch đại thuật toán 62 2.2 Khâu so sánh 63 2.3 Khâu tạo xung 66 2.3.1 Mạch sửa xung .67 2.3.2 Mạch khuếch đại truyền xung 68 IV TÍNH CHỌN THIẾT BỊ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 72 Tính chọn BAX 72 Tính tầng khuếch đại cuối 74 Tính chọn C2 R11 74 Tính chọn tầng so sánh 75 Tính chọn khâu đồng pha (mạch đồng hóa) 75 Tính chọn khâu tạo điện áp chủ đạo 75 V THIẾT KẾ MẠCH KHUẾCH ĐẠI TRUNG GIAN .75 Mạch tạo nguồn nuôi 76 Khối tạo điện áp chủ đạo .77 Khâu phản hồi âm dịng có ngắt 77 Khâu tổng hợp mạch vòng tốc độ 78 VI TÍNH CHỌN THIẾT BỊ MẠCH KHUẾCH ĐẠI TRUNG GIAN .80 GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn -8- SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tạo nguồn nuôi 80 Tính chọn IC khuếch đại thuật toán 80 Tính chọn khâu phản hồi tốc độ 81 Tính chọn khâu phản hồi âm dịng điện .82 Hệ số khuếch đại chỉnh lưu K  .82 Hệ số khuếch đại động KĐ 83 Hệ số khuếch đại trung gian KTG 83 PHẦN IV: XÂY DỰNG VÀ THUYẾT MINH SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 86 Nguyên lý làm việc mạch động lực .86 Nguyên lý làm việc mạch điều khiển 86 2.1 Nguyên lý ổn định tốc độ điều chỉnh tốc độ 86 2.2 Khả hạn chế phụ tải 87 2.3 Quá trình đảo chiều động 87 2.4 Hãm dừng 87 PHẦN V: XÂY DỰNG SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CỦA HỆ TRUYỀN ĐỘNG .88 I ĐẶT VẤN ĐỀ .88 II XÂY DỰNG SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG 88 Mơ tả tốn học chỉnh lưu điều khiển .88 Mô tả tốn học động điện chiều kích từ độc lập .89 Bộ khuyếch đại tỷ lệ máy phát tốc 91 Xây dựng sơ đồ cấu trúc trạng thái động hệ thống kín với phản hồi 91 4.1 Khảo sát chế độ động hệ thống 91 4.2 Xây dựng hàm truyền hệ thống 92 III XÁC ĐỊNH HÀM TRUYỀN CỦA HỆ THỐNG 91 Hàm truyền khâu phản hồi tốc độ .91 Hàm truyền khâu phản hồi âm dòng điện 91 Hàm truyền BBĐ hệ thống .91 Hàm truyền động chiều .92 PHẦN VI: XÉT ỔN ĐỊNH VÀ HIỆU CHỈNH HỆ THỐNG 97 I XÉT TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA HỆ THỐNG 97 Tiêu chuẩn ổn định đại số .97 1.1 Điều kiện cần để hệ thống ổn định: 97 1.2 Tiêu chuẩn ổn định Hurwitz .97 Xét tính ổn định hệ thống .97 PHẦN VII: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG VÀ CHẠY TRÊN PHẦN MỀN MATLAB 99 GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn -9- SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I GIỚI THIỆU PHẦN MỀN MATLAB/SIMULINK .99 II THƯ VIỆN KHỐI CHUẨN CỦA SIMULINK 100 Thư viện khối Sources (Khối phát tín hiệu): 100 Thư viện khối Sinks 102 Thư viện khối Continuous 103 Thư viện khối Dicrete (tín hiệu rời rạc hay tín hiệu số Z) 104 Thư viện khối Nonlinear (các khâu phi tuyến) 105 Thư viên khối Signal & System: 105 Thư viện chứa khối toán học Math: 105 Thư viện chứa khối Function & Tables: 106 Thư viện khối mở rộng Simulink: 107 III ỨNG DỤNG MATLAP KHẢO SÁT SỰ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG 107 Mô biến đổi hệ thống 107 Mô hoạt động động điện chiều 107 Mô hoạt động mạch vòng dòng điện 108 Mô khâu phản hồi tốc độ hệ truyền động 110 Mơ hệ thống có hai khâu phản hồi tác động 110 Kết luận 111 TÀI LIỆU THAM KHẢO 113 GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 10 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm  TRƯỜNG ĐHSPKT VINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NĨI ĐẦU Cuộc cách mạng khoa học cơng 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 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 tốt nghiệp lần giúp 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 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 Anh Tuấn giúp em khắc phục thiếu sót yếu điểm Xuất phát từ yêu cầu thực tế, đồ án nghiên cứu “Thiết kế hệ thống truyền động ăn dao máy doa ngang 2620 dùng hệ Chỉnh lưu – động chiều” Nội dung phần thuyết minh tính tốn cụ thể sau: Giới thiệu máy doa 2620A Thiết kế mạch lực hệ truyền động Thiết kế mạch phát xung điều khiển Xây dựng thuyết minh sơ đồ nguyên lý hệ truyền động Xây dựng sơ đồ cấu trúc hệ truyền động Xét ổn định hiệu chỉnh hệ thống Mô hệ thống chạy phần mềm Matlab GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 11 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm  TRƯỜNG ĐHSPKT VINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 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 cơng nhiều loại chi tiết khác nhau, khả công nghệ dùng để doa, khoan, khoét, phay với nguyên công sau: - Nguyên công doa: Thường doa lỗ hình cơn, hình trụ, mặt phẳng vng góc với có độ định tâm cao - Ngun cơng 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 - Ngun cơng khoan: Khi cần gia cơng lỗ có độ định tâm cao ta thực máy doa, ngun cơng 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 GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 12 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP + Loại phức tạp: Dùng động chiều kích từ độc lập điều khiển theo hệ kín 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 công 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 q trình gia cơng Bàn quay gá chi tiết dịch GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 13 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 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  = 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 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 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 v = 6,3 ữ 1,25àm Vi 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 GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 14 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm  TRƯỜNG ĐHSPKT VINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 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: D nmax 1500  nmin 7.2 Độ trơn điều chỉnh Vì máy làm việc nhiều chế độ gia cơng 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 vơ cấp  n i 1 1 ni 7.3 Độ ổn định tốc độ làm việc GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 15 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm  TRƯỜNG ĐHSPKT VINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 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 yêu cầu độ sụt tốc độ là: n  n i  n dmi  (  5)% n 0i 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 yêu cầu mô men M = const Mmax 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 Fx không đạt tới trị số cực đại mà phụ tải vào tốc độ ăn dao Mà vùng tốc độ cao, lực ăn dao cịn 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: Mc,Pc F,Q mc q®m f®m pc n n0 n1 n2 v Ở vùng tốc độ gia công 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 GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 16 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm  TRƯỜNG ĐHSPKT VINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 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 yêu 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 cơng 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 Sơ đồ truyền động ăn dao máy doa ngang 2620 dùng hệ thống máy điện khuếch đại – động chiều GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 17 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hệ thống truyền động ăn dao thực theo hệ MĐKĐ có khuếch đại điện tử trung gian, thực theo hệ kín phản hồi âm tốc độ Tốc độ ăn dao điều chỉnh phạm vi (2,2 ÷ 1760)mm/ph Di chuyển nhanh đầu dao với tốc độ 3780mm/ph phương pháp điện khí Tốc độ ăn dao thay đổi cách chuyển đổi sức điện động khuếch đại máy điện từ thông động định mức, di chuyển nhanh đầu dao thực cách giảm nhỏ từ thông động kh i sức điện động MĐKĐ định mức Hình 1-2: Sơ đồ hệ thống truyền động ăn dao máy doa 2620 Kích từ MĐKĐ hai cuộn 1CK 2CK cung cấp từ khuếch đại điện tử hai tầng Tầng khuếch đại điện áp (đèn kép 1ĐT) tầng hai tầng khuếch đại công suất (đèn 2ĐT 3ĐT) Tín hiệu đặt vào tầng là: GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 18 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm  TRƯỜNG ĐHSPKT VINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Uv1= Ucđ – γ.ω – Um2 Trong đó: Ucđ - điện áp chủ đạo lấy biến trở 1BT; γω - điện áp phản hồi âm tốc độ động cơ, lấy FT Um2- điện áp phản hồi mềm, tỷ lệ với gia tốc đạo hàm gia tốc, lấy đầu cuộn thứ cấp 2BO-2 2BO-3 biến áp 2BO, cuộn sơ cấp 2BO (2BO-1) nối tiếp với mạch R, C Do đó, dịng điện sơ cấp biến áp vi phân 2B01 gồm hai thành phần tỷ lệ với tốc độ tỷ lệ với gia tốc động Như điện áp thứ cấp biến áp 2BO tỉ lệ với gia tốc đạo hàm gia tốc động Điện áp đặt vào tầng khuếch đại Uv2 xác định biểu thức: Uv2 = Ur1 – Um1 Trong đó: Ur1- điện áp đầu tầng 1, điện áp rơi điện trở R8, R9 Um1- điện áp phản hồi mềm tỷ lệ với đạo hàm dòng điện mạch ngang, lấy hai cuộn thứ cấp 1BO-2 1BO-3; cuộn sơ cấp 1BO-1 mắc nối tiếp mạch ngang MĐKĐ - Nguyên lý làm việc: Khi điện áp chủ đạo không, sơ đồ khuếch đại nối theo sơ đồ cân nên dịng điện anơt hai nửa đèn 1ĐT (IaP = IaT), điện áp rơi R8 R9 nhau, điện áp tầng không Ur1 = (IaP - IaT).R8 = tương tự dòng điện anôt hai đèn 2ĐT 3ĐT (Ia2 = Ia3), hai cuộn dây 1CK 2CK có điện trở số vòng nhau, sức từ động chúng tác dụng ngược chiều nên sức từ động tổng KĐMĐ không F∑ = F1CK – F2CK = (Ia2 – Ia3).W = Khi RT = 1, → Ucđ > 0, phân cực điện áp chủ đạo nên nửa đèn phải thông yếu nửa đèn bên trái 1ĐT, điện áp R8 lớn điện áp R9, điện áp tầng có cực tính làm cho đèn 3ĐT thơng mạnh 2ĐT tức Ia3 > Ia2 hay I2CK > I1CK sức từ động F∑ có dấu tương ứng với chiều quay thuận động Tốc độ động lớn hay bé tuỳ thuộc vào điện áp chủ đạo - Khâu phản hồi âm dịng điện có ngắt: Lợi dụng tính chất MĐKĐ có dịng điện phần ứng, điện áp giảm tác dụng phản ứng phần ứng Mạch phản hồi âm dịng điện có ngắt gồm có cuộn bù, cầu chỉnh lưu 1V biến trở 2BT Khi dòng điện phần ứng nhỏ nhỏ dòng điện ngắt (Iư< Ing), sụt áp cuộn bù nhỏ điện áp biến trở 2BT(U0); cầu chỉnh lưu 1V khơng thơng, dịng điện cuộn bù hồn GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 19 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP toàn tương ứng với dòng điện phần ứng, MĐKĐ bù đủ Với giả thiết Ib = Iư sức từ động cuộn bù là: Fb = Ib.Wb = Iư.Wb Khi Iư > Ing ta có Ub > U0; van 1V thơng, xuất dịng điện phân mạch I1V dòng điện cuộn bù giảm lượng: Ib = Iư – I1V Mức độ bù giảm kết điện áp MĐKĐ giảm nhanh dòng điện phần ứng tăng làm cho dòng điện phần ứng hạn chế Trong trường hợp này, sức từ động MĐKĐ là: F∑ = F12 + Fb - Fd = F12 + (Iư – I1V).Wb – Iư.Wb = F12 – I1V.Wb Trong đó: F12 – stđ hai cuộn 1CK 2CK Fb = Ib.Wb - sức từ động cuộn bù Fd = Iư.Wb - sức từ động dọc trục bù đủ Iư < Ing Từ công thức F∑ ta thấy: Iư > Ing sức từ động MĐKĐ bị giảm lượng (Ilv.Wb) Như coi sức từ động tổng MĐKĐ sinh hai cuộn 1CK - 2CK F12 cuộn bù Wb với sức từ động (I1V.Wb) ngược chiều sức từ động F12 GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 20 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm