Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Современные металлорежущие станки

ВВЕДЕНИЕ

Современные металлорежущие станки – это довольно разнообразные и широко распространенные машины, позволяющие выполнять сложные технологические процессы.

Станок — машина для обработки различных материалов. Металлорежущий станок — машина, предназначенная для обработки металлических материалов резанием. Основная классификация металлорежущих станков построена по технологическим признакам. В каждую из девяти групп, внесены станки по определенному характерному признаку. Сверлильные и расточные станки по классификатору относятся ко второй группе, внутри которой их делят на следующие типы: 1 – вертикально-сверлильные станки; 2 – одношпиндеольные полуавтоматы; 3 – многошпиндельные полуавтоматы; 4 – координатно-расточные станки; 5 – радиально-сверлильные станки; 6 – горизонтально-расточные; 7 – алмазно-расточные; 8 – горизонтально-сверлильные станки; 9 – разные сверлильные.

Модели станков обозначают буквами и цифрами. Использование классификации позволяет записать модель станка в виде определенного набора цифр и букв. Первая цифра обозначает номер группы, вторая — тип, последующие одна или две цифры характеризуют какой-либо отличительный параметр. Буква, стоящая после первой цифры, указывает на модернизацию основной базовой модели станка, а буквы в конце — определяют модификацию (класс точности, систему управления и другие.). В станках с программным управлением в обозначение вводят индексы Ц, Т, Ф1 ... Ф4, которые обозначают, что этот станок с цикловой (Ц) или оперативной (Т) системами, с цикловой индексацией и преднабором координат (Ф1), с позиционной и прямоугольной (Ф2), контурной (ФЗ) и универсальной (Ф4) системами. Иногда станкостроительные заводы отступают от этой классификации, но каждому заводу присвоен свой индекс из одной или двух букв, после которого проставляется порядковый номер модели станка.

Сверлильные станки предназначены для сверления отверстий, нарезания в них резьбы метчиком, растачивания и притирки отверстий, вырезания дисков из листового материала и т. д. Эти операции выполняют сверлами, зенкерами, развертками и другими подобными инструментами.

Для увеличения срока эксплуатации электрооборудования, на больших и средних предприятиях имеются собственные ремонтные лаборатории. Главная их цель – это своевременный ремонт и наладка электрической части станков, а также иных неполадок, возникших в процессе эксплуатации. Из-за большого количества оборудования на производстве, ремонтный персонал должен хорошо знать устройство абсолютно всего производственного оборудования.

Станкостроение является отраслью промышленности, находящейся в процессе непрерывного технического перевооружения, в особенности по части электрооборудования. Эффективность эксплуатации станков напрямую зависит от способности рабочих-эксплуатационников творчески приспосабливаться к процессу постоянной замены морально устаревшей техники новыми прогрессивными элементами и устройствами.

Данный дипломный проект непосредственно связан с технической эксплуатацией электрооборудования радиально-сверлильного станка модели 2Л53У. В проекте будут затронуты вопросы ремонта и модернизации устаревшего электрооборудования.

1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Назначение

Радиально-сверлильные станки используют для сверления отверстий в деталях малых размеров. На этих станках совмещение осей отверстий и инструмента достигается перемещением шпинделя станка относительно неподвижной детали.

Основными размерами сверлильных станков являются наибольший условный диаметр сверления, размер конуса шпинделя, вылет шпинделя, наибольший ход шпинделя, наибольшие расстояния от торца шпинделя до стола и до фундаментной плиты и др.

Установка станка на фундамент влияет на основные показатели его работоспособности. Станок радиально-сверлильный устанавливают на фундаментах с креплением анкерными болтами – на клиньях с заливкой опорной поверхности станины цементным раствором или на регулируемых опорных элементах (винтовых или клиновых) без заливки.

Обрабатываемую заготовку устанавливают на приставном столе или непосредственно на фундаментной плите. Инструмент закрепляют в шпинделе станка, а затем устанавливают относительно обрабатываемой заготовки, поворачивая траверсу вместе с поворотной наружной колонной и перемещая шпиндельную головку по траверсе. В зависимости от высоты заготовки траверса может быть поднята или опущена. Станок имеет механизированные зажимы шпиндельной головки, траверсы и поворотной наружной колонны.

Станок радиально-сверлильный облегченный модели 2Л53У предназначен для сверления, рассверливания, зенкерования, развертывания отверстий, нарезания резьбы, подрезки плоскостей резцом и торцевым инструментом и выполнения других аналогичных операций.

Станок рассчитан на сверление отверстий диаметром до 35 мм в стали марки 45 по ГОСТ 1050-74.

1.2 Технические характеристики:

1) Электродвигатель М1 марки AUP56A2

Мощность на валу, в кВт 0,18

Число оборотов в минуту: 2730

КПД при номинальной нагрузке , % 68

cos j при номинальной нагрузке 0,78

2) Электродвигатель М2 марки AUP90L4

Мощность на валу, в кВт 2,2

Число оборотов в минуту: 1420

КПД при номинальной нагрузке , % 81

cos j при номинальной нагрузке 0,83

3) Электродвигатель М3 марки AUP71A4

Мощность на валу, в кВт 0,55

Число оборотов в минуту: 1360

КПД при номинальной нагрузке , % 71

cos j при номинальной нагрузке 0,71

Применяемое напряжение для питания электрооборудования: 380 В, при частоте 50 Гц.

В цепях управления применяются следующие напряжения:

цепь управления ~ 110 В;

цепь местного освещения ~ 24 В;

цепь сигнальной лампы ~ 5 В.

1.3 Принцип работы электрической схемы станка

Для подготовки станка к работе необходимо: дверку электрошкафа плотно закрыть; включить вводной выключатель QF1, убедиться что сигнальная белая лампочка HL1 загорелась; подъемом рукоятки командоаппарата включить станок, при этом должна загореться зеленая лампочка HL2.

Наладочные перемещения стола осуществляются кнопками SB2 и SB3.

Для включения прямого вращения шпинделя необходимо рукоятку командоаппарата повернуть влево, для обратного вращения - вправо. Для остановки шпинделя рукоятку командоаппарата следует вернуть в нейтральное положение.

Отключение станка, обычное и аварийное, осуществляется красной грибовидной кнопкой SB1 "О".

Защита силовых цепей электродвигателя шпинделя М2 осуществляется автоматическим выключателем SB2 как от коротких замыканий, так и от перегрузок. Одновременно осуществляется защита от коротких замыканий электродвигателя подъема стола МЗ, а защита от перегрузок этого привода возлагается на тепловое реле KK3.

Автоматический выключатель QF2 не только включает и отключает электродвигатель насоса охлаждения Ml, но и защищает его от коротких замыканий и перегрузок.

Цепь управления защищена автоматом QF3, а цепь освещения - предохранителем FU1. Благодаря наличию в схеме конечного выключателя SQ7, сблокированного с рукояткой отжима, перемещение стола невозможно, пока не будет произведен отжим. Верхнее и нижнее крайние положения стола ограничиваются конечными выключателями SQ8 и SQ9.

В станке предусмотрен тормоз, управляемый электромагнитом YA1. При установке рукоятки командоаппарата в нейтральное положение размыкаются контакты KM2:2 и KM3:2, отключается электромагнит и срабатывает пружинный тормоз.

2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Выбор автоматов

Автомат QF1 предназначен для защиты от токов короткого замыкания (т.к. имеют электромагнитные расцепители) и токов перегрузки (т.к. имеют тепловые расцепители) двигателей станка его цепей управления.

Автоматические выключатели выбираются, прежде всего, по номинальным значениям тока и напряжения.

1) Для автоматического выключателя QF1 номинальный ток и напряжение расцепителя должны быть не меньше расчетного тока установки, т.е.

U_н³U_уст, В (2.1)

где U_н- напряжение расцепителя, В

U_уст - напряжение питания установки, В

Поскольку напряжение питания установки равно 380 В, то

U_н ³ 380 В

Номинальный ток QF1 определяется выражением:

I_н.а³ I_р , (2.2)

где I_н.а - номинальный ток расцепителя автоматического выключателя, А;

I_р - расчетный ток установки, А

I_р = I_M1+I_M2 +I_M3+I_TV1, А (2.3)

где I_M1 - номинальный ток двигателя АИР56А2, А;

I_M2 - номинальный ток двигателя АИР90L4, А;

I_M3 - номинальный ток двигателя АИР71A4, А;

I_TV – номинальный ток трансформатора TV1, А.

Номинальный ток двигателя рассчитывается по формуле:

А (2.4)

где I_н - номинальный ток двигателя, А;

– номинальная мощность двигателя, Вт;

– линейное напряжение, В;

η - КПД двигателя.

Для каждого двигателя находим его номинальный ток:

Для двигателя M1 марки АИР56А2:

Для двигателя M2 марки АИР90L4:

Для двигателя M3 марки АИР71A4:

Номинальные токи потребления трансформатором рассчитываются по формуле:

(2.5)

где I_{ном. ТР} - номинальный ток трансформатора, А;

– номинальная мощность трансформатора, Вт;

– линейное напряжение, В.

Для трансформатора TV1 находим его номинальный ток:

Тогда расчетный ток установки будет равен:

I_р =0,51+ 4,97 + 1,65 + 0,46 =7,59 А

2) Определяем ток уставок теплового и электромагнитного расцепителей. Тепловой расцепитель автомата QF защищает электроустановку от токов длительной перегрузки. Ток уставки выбирается по формуле:

I_т.р = (1,15 ¸ 1,25) I_р , А (2.6)

где I_тр - рабочий расчетный ток теплового расцепителя, А;

I_р - рабочий расчетный ток установки, А.

I_т.р = 1,2*7,59 = 9,1 А

3) Ток уставки регулируемого электромагнитного расцепителя должен быть пропорционален току кратковременной перегрузки. Поскольку автомат служит для защиты асинхронных двигателей с к.з. ротором, ток уставки определяется следующим образом:

I_{уст э/м} ³ (1,5 ¸ 1,8) I_пик , А (2.7)

где I_{уст э/м} - ток уставки электромагнитного расцепителя, А;

I_пик - пиковый ток ответвления, А.

Пиковый ток линии, питающий группу электроприемников, определяется выражением:

I_пик = åI_нм - I_н.б (1 - к^ç), А (2.8)

где I_пик - пиковый ток линии, А;

åI_нм - сумма номинальных токов всех двигателей группы, А;

I_н.б - номинальный ток двигателя, имеющего наибольший пусковой ток, А.

к^ç= I_пуск/ I_н.б - кратность пускового тока двигателя, имеющего наибольший пусковой ток.

I_пик =7,13 – 4,97(1-6) = 31,98 А

I_{уст э/м} ³ 1,6*31,98 =51,16 А

По полученным данным выбираем наиболее подходящий автоматический выключатель марки АЕ2036 100-20УЗ-А.

Таблица 2.1 – Технические данные автоматического выключателя

Тип исполнение выключателя

Номинальный ток
расцепителей, A

Габаритные
размеры, мм

Масса, кг

Примечание

АЕ2036 100-20УЗ-А

137х56х85(IP20)

0,47(IP20)

3-х полюсный с электромагнитным 100 А и тепловым расцепителям, отсечка 12 Iн.

Внешний вид автоматического выключателя АЕ2036 представлен на рисунке 2.1

Рисунок 2.1 – Внешний вид автоматического выключателя АЕ2036

2.2 Расчет и выбор предохранителя

Плавкий предохранитель FU1 служит для защиты электрических цепи лампы местного освещения HL от токов короткого замыкания и чрезмерных токов нагрузки .

Данный предохранитель следует выбирать по следующим условиям:

U_{п. ном} ³ U_с , В (2.9)

где U_{п. ном} - номинальное напряжение предохранителя, В;

U_с - напряжение сети, В.

Поскольку согласно техническим характеристикам напряжение цепи питания местного освещения равно 24 В, отсюда следует что:

U_{п. ном} ³ 24 В

Номинальный ток плавкой вставки, служащей для защиты электрической цепи с учетом колебания нагрузки сети определяется:

I_н = 1,25 I_нагр , А (2.10)

где I_нагр - максимальный ток нагрузки, А.

I_нагр = Р_л /U_{п. ном} , А (2.11)

где Р_л– мощность лампочки сети освещения, Вт.

Допустимая мощность лампы 40 Вт, тогда:

I_нагр = 40/ 24=1,6 А.

Тогда I_н = 1,25* 1,6=2 А

Из полученных данных, следует выбрать предохранитель марки ПРС-6-П

Таблица 2.2 - Технические данные предохранителя

Тип предохранителя	Номинальный ток, А	Номинальный токи плавких вставок, А	Номинальное напряжение, В	Габаритные размеры, мм
ПРС-6-П	10	4	230	70х63х74,5

Общий вид предохранителя ПРС-6-П представлен на рисунке 2.2

Рисунок 2.2 - Общий вид предохранителя ПРС-6-П

Плавкая вставка 5 находится в фарфоровом цилиндре 4, заполненном кварцевым песком. Вставка присоединена к контактным колпачкам, укрепленным на торцах цилиндра. Ток от зажима 8 к зажиму 1 проходит через контактную гильзу б, через верхний колпачок цилиндра 4, далее по плавкой вставке 5 и через нижний колпачок к винту 7, связанному с зажимом 1. Предохранитель ПРС снабжен устройством, которое сигнализирует о перегорании вставки. Для перезарядки предохранителя надо заменить цилиндр 4 вместе со сгоревшей плавкой ставкой и сигнализирующим устройством на новый цилиндр.

2.3 Расчет и выбор тепловых реле

Тепловые реле служат для защиты приемников от токов перегрузки возникающих при: перенапряжениях в сети, при обрыве одной из фаз и других ненормальных режимах работы.

1)Выбираем самый максимальный по мощности двигатель, отсюда следует, номинальный ток теплового реле определяется из выражения:

I_нтр> I_рас, А (2.12)

где I_нтр - номинальный ток теплового реле,

I_рас- расчетный ток нагрузки, определяется как сумма номинальных токов всех нагрузок питающихся через данное тепловое реле.

I_нтр> 4,97 А

По каталогу выбирается тепловое реле учетом выше полученного выражения и рекомендуемой области применения. Для защиты эл/двигателей обычно применяются реле типа РТЛ или РТТ

Определяют номинальный ток нагревательного элемента для РТТ или РТЛ по следующим формулам

I_нтэ=(1,15-1,25)I_{н ,} А (2.13)

где I_нтэ- номинальный ток нагревательного элемента, А;

I_н- номинальный ток установки, А

I_нтэ=1,2•4,97= 5,96 А

Выбирают по каталогу ближайший по номиналу нагревательный элемент.

Наиболее подходящим тепловым реле является: Реле электротепловое РТТ 5-10.

Таблица 2.2 - Технические данные теплового реле

Тип реле

Номинальный

ток реле, А

Габаритные размеры

Пределы

регулирования тока срабатывания, А

РТТ5-10

78,8 х 51 х 39.5 мм

0,42 – 7,4 А

Внешний вид теплового реле серии РТТ 5-10 представлен на рисунке 2.3

Рисунок 2.3 – Внешний вид теплового реле РТТ 5-10

2.4 Выбор магнитного пускателя

Магнитный пускатель предназначен для управления электрическим двигателем и для коммутации других электрических нагрузок.

Магнитный пускатель должен удовлетворять условиям:

Iн >= Iнн (2.14)

где Iн – номинальный ток главных контактов, А;

Iнн – номинальный ток нагрузки, А. Если данный магнитный пускатель управляет несколькими нагрузками, то сумма номинальных токов всех нагрузок.

Iн > 4,97 А

Выбираем магнитный пускатель КМ3:

Uн>= Uc (2.15)

где Uн – номинальное напряжение главных контактов, В;

Uc - напряжение сети, В.

Uн > 380 В

Uнк=Uц (2.16)

где Uнк - номинальное напряжение катушки магнитного пускателя, В;

Uц - напряжение цепи в которую включена катушка, В.

Uнк=110 В

Ток теплового реле пускателя соответствует номинальному току пускателя.

Исходя из перечисленных выше требований, наиболее подходящим магнитным пускателем является: магнитный пускатель ПМ12-01051.

Таблица 2.3 - Выбранный магнитный пускатель

Величина пускателя	Номинальный ток 10 А
Степень защиты	IP20
Материал корпуса	сталь
Число полюсов главной цепи	3
Номинальное напряжение главной цепи	380 В
Тепловое реле	Первая величина: РТТ5-10;
Номинальное напряжение катушки магнитного пускателя	110 В

Общий вид магнитного пускателя ПМ12-01051представлен на рисунке 2.4

Рисунок 2.4- Общий вид магнитный пускатель ПМ12-01051

2.5 Выбор питающего провода.

Из следующих соотношений выбираем провод, питающий двигатель М2 марки АИР100S4.

Номинальный ток определяется по формуле:

,А (2.17)

где Р_НМ2 - номинальная мощность двигателей, кВт;

U_ф - линейное напряжение, В;

η - КПД двигателя;

cos φ - коэффициент мощности.

I_р = I_н (2.18)

I_р = 11,23 А

По расчетному току выбираю четырехжильный медный провод с пластмассовой изоляцией - АПВГ с номинальным сечением жил 2,5 мм².

2.6 Выбор кнопочного выключателя.

Кнопочный выключатель SB2 предназначен для коммутации цепи питания катушки магнитного пускателя КМ1. Поскольку катушка контактора потребляет I = 10A, то выключатель должен удовлетворять условию:

Iкн > Iкм (2.19)

где Iкн – номинальный ток контактов выключателя, А;

Iкм – номинальный ток потреблении катушки контактора, А.

Iкн > 0,1 А

Uн = Uc (2.20)

где Uн – номинальное напряжение выключателя, В;

Uc – номинальное напряжение цепи управления, В.

Uн = 110 В

По полученным данным выбираем кнопочный выключатель серии ВК-43-21-10110-54 УХЛ2, параметры которого представлены в таблице 2.4

Таблица 2.4 - Технические данные кнопочного выключателя

Серия

Номинальный

ток, А

Напряжение

главной

цепи, В

Род тока I частота цепи управления

Сечение присоединяемого провода, мм²

Степень

защиты

ВК

43-21

110

~50 Гц

2,5

IP40

Габаритные и установочные размеры представлены на рисунке 2.5

Современные металлорежущие станки 📙 Дипломная → 🆔 19019