Електропривод токарно-гвинторізного верстата 16К20

Для обмеження холостого ходу електродвигуна М1 у схемі є реле часу КТ1. У середньому (нейтральному) положенні рукоятки вмикання фрикційної муфти головного привода замикається замикаючий контакт кінцевого вимикача SQ1 і вмикається реле часу КТ1. Якщо тривалість холостого ходу перевищує встановлений час, то розмикаючі контакти реле часу КТ1.1 розмикають коло котушки магнітного пускача КМ1 і електродвигун М1 вимикається. Вмикання головного електродвигуна можливе у тому випадку, якщо закритий кожух змінних коліс і контакти кінцевого вимикача SQ2 замкнені. Схемою передбачене вмикання тумблером S1 лампи HL1 для освітлення робочої зони верстата. Наявність напруги керування магнітних пускачів контролюється сигнальною лампою HL2. Від перенавантажень електродвигуни захищені тепловими реле КК1, ККЗ, КК4.

 

6 ВИБІР АПАРАТУРИ КЕРУВАННЯ І ЗАХИСТУ

 

6.1 Вибір магнітного пускача

 

Електромагнітні пускачі  призначені для дистанційного пуску, зупинки та реверсу трифазних  асинхронних двигунів, а також  вони можуть використовуватись для автоматичного керування електродвигунами та іншим електрообладнанням.

Вибір електромагнітного  пускача виконують за наступними умовами [4]:

а) за типом або серією;

б) за номінальною напругою за умовою:

  (6.1)

де   – номінальна напруга магнітного пускача, В;

 – номінальна напруга електромережі, В;

в) за номінальним струмом  за умовою:

 (6.2)

де   – номінальний струм магнітного пускача, А;

 – номінальний струм навантаження, А.

г) за номінальною напругою котушки електромагнітного пускача  за умовою:

  (6.3)

де   – номінальна напруга котушки магнітного пускача, В;

 – напруга кола керування, В;

в) за номінальним струмом електротеплового реле за умовою:

  (6.4)

де  – номінальний струм теплового реле, А;

 – номінальний струм електродвигуна, А;

г) за номінальним струмом  неспрацьовування за умовою:

  (6.5)

де   – номінальний струм неспрацьовування теплового реле, А;

  – номінальний струм електродвигуна, А;

д) за ступенем захисту;

є) за кліматичним виконанням і категорією розміщення.

Виходячи із цих умов обираємо магнітний пускач ПМЛ–3210О2 нереверсивні з тепловим реле РТЛ-2053О4 із наступними технічними характеристиками:

Електромагнітний пускач вибраний вірно, так як умови (6.1, 6.2, 6.3, 6,4 і 6.5) дотримано: 660В > 380В; 40А > 28,5А; 220В = 220В; 80А > 28,5А; 28,5А = 28,5А.

 

6.2 Вибір перевірка автоматичного вимикача

 

Автоматичний вимикач призначений  для захисту електричних кіл  від струмів короткого замикання і перевантажень (при наявності теплових розмикачів), а також для нечастих оперативних ввімкнень і вимкнення.

Вибір автоматичного  вимикача виконують за такими умовами [4]:

а) за типом або серією;

б) за номінальною напругою за умовою:

  (6.6)

де   – номінальна напруга автоматичного вимикача, В;

 – номінальна напруга електромережі, В;

в) за номінальним струмом  за умовою:

 (6.7)

де   – номінальний струм автоматичного вимикача, А;

 – розрахунковий струм електродвигунів, А;

г) за номінальним струмом  теплового розчіплювача:

  (6.8)

де   – номінальний струм теплового розчіплювача автоматичного вимикача, А;

 – коефіцієнт, враховуючий роздріб по струму спрацювання теплового розчіплювача;

 – розрахунковий струм електродвигунів, А;

д) за струмом відсічки електромагнітного розчіплювача автоматичного вимикача:

 (6.9)

де  – струм відсічки електромагнітного розчіплювача автоматичного вимикача, А;

 – коефіцієнт, який враховує роздріб  за струмом спрацьовування електромагнітного  розчіплювача автоматичного вимикача;

 – пусковий струм електродвигуна, А.

 –пусковий струм електродвигуна з найбільшим значенням струму, А.

 –номінальний струму електродвигуна з найбільшим значенням струму, А;

Струм спрацьовування електромагнітного  розчіплювача автоматичного вимикача , А, визначають за формулою :

  (6.10)

де   – стандартна кратність струму відсічки електромагнітного розчіплювача автоматичного вимикача;

 – номінальний струм теплового розчіплювача автоматичного вимикача, А.

д) за ступенем захисту  від дотику обслуговуючого персоналу  з частинами, по яких проходить струм  і які знаходяться в середині корпуса, від потрапляння під корпус сторонніх твердих тіл і потрапляння в нього води, згідно ГОСТ 14254-69;

є) за кліматичним виконанням і категорією розміщення, згідно ГОСТ 11543-70 і ГОСТ 15150-69.

Згідно приведених умов розрахуємо усі потрібні дані для вибору автоматичного вимикача.

1. Пускові струми електродвигунів:

М1 –  М3 –

М2 –  М4 –

2. Номінальний струм теплового розчіплювала:

Обираємо триполюсний автоматичний вимикач ВА51–31–32 із електромагнітним розчіплювачем і кратністю відсічки 10 із наступними технічними характеристиками: .

3. Струм спрацьовування електромагнітного розчіплювала:

Автоматичний вимикач вибраний вірно, так як умови (6.6, 6.7, 6.8, і 6.9) дотримано: 660В > 380В; 100А > 34,75А; 50А > 43,44А; 500А > 339,5А.

 

6.3 Вибір запобіжника

 

Плавкі запобіжники  використовуються для захисту установок  від струмів короткого замикання.

Вибір плавкого запобіжника виконують за такими умовами [4]:

а) за типом або  серією;

б) за номінальною  напругою за умовою:

 (6.11)

де  – номінальна напруга запобіжника, В;

 – напруга кола керування, В;

в) за номінальним  струмом за умовою:

  (6.12)

де  – номінальний струм запобіжника, А;

 – максимальне значення струму, який протікає через запобіжник, який встановлений в нерозгалуженій частині кола керування, А.

г) за номінальним струмом  плавкої вставки запобіжника  за умовою:

  (6.13)

де  – номінальний струм плавкої вставки запобіжника, А.

Згідно даних методичних вказівок розрахуємо струм кола керування:

Згідно приведених умов обираємо плавкий  запобіжник ПРС-6-П з наступними технічними характеристиками: .

Плавкий запобіжник ПРС-6-П  вибраний вірно, так як умови (6.11, 6.12 і 6.13) виконуються: 380В > 220В; 6А > 1,79А; 2А > 1,79А.

 

6.4 Вибір елементів  схеми автоматичного керування

 

Кнопкові пости призначені для комутації електричних кіл  керування в колах змінного струму напругою до 660В частотою 50 і 60Гц та постійного струму напругою 440В. Номінальний струм контактів 10А.

Вибір кнопкових постів виконують за такими умовами [4]:

а) за серією;

б) за експлуатаційним призначенням;

в)за ступенем захисту;

г) за матеріалом корпуса;

д) за кількістю керуючих елементів;

є) за кліматичним виконанням та категорію розміщення.

Враховуючи всі переліченні  вище вимоги вибираємо кнопковий  пост ПКЕ-212-2У3.

Реле часу призначені для витримки часу в технологічному процесі. Вибір кнопкових постів виконують за такими умовами [4]:

а) за серією;

б) за терміном витримки часу;

в)за величиною похибки;

г) за номінальною напругою котушки;

д) за мінімальним інтервалом між сусідніми уставками.

Згідно приведених умов вибираємо реле часу ВС-10-32 з наступними технічними характеристиками: термін витримки часу (t_в) 5-180с; величина похибки ±0,7с; номінальною напругою котушки 220В; мінімальний інтервал між сусідніми уставками 5с.

Кінцевий вимикач призначений для комутації електричних кіл керування в колах змінного струму напругою до 660В частотою 50 і 60Гц та постійного струму напругою 440В за рахунок дії керуючих упорів у певних точках шляху контрольованого об’єкта. Номінальний струм контактів серії ВП21 – 10А.

Вибір кінцевого вимикача виконують за такими умовами [4]:

а) за серією;

б) за групою комутаційної стійкості проти зношування;

в)за кількістю полюсів;

г) за видом привода;

д) за способом кріплення вимикача;

є) за ступенем захисту;

ж) за кліматичним виконанням та категорію розміщення.

Згідно всіх перелічених  вище вимог вибираємо кінцевий вимикач  ВП21.

 

 

7 Перелік елементів схеми керування з ВКАЗІВКОЮ ТЕХНІЧНИХ ВИМОГ ТА ДЕРЖСТАНДАРТУ

 

Перелік вибраних елементів  схеми керування зводимо до таблиці 7.1.

 

Таблиця 7.1 – Перелік  вибраного електрообладнання з  вказівкою технічних вимог

№ п/п	Найменування елементу	Технічні вимоги	Держстандарт виробу
1	Електромагнітний пускач	Uн=660В; Iн=40А; Uк.мп.=220В	ТУ 16-644.001-83
2	Теплове реле	Iн.тр=80А; Iн.н.тр=28,5А	ТУ 16-523.549-82
3	Трансформатор напруги	U1н=380В; U2н=220В	ТУ 16-974.822-79
4	Лампа розжарювання	Рн=40Вт	ГОСТ2239-79
5	Запобіжник	Uн=380В; Iн=6А; Iвст=2А	ТУ 16-548.235-83
6	Кнопковий пост	Uн=660В; Iн=10А	ТУ 16-642.006-83
7	Тумблер	—	—
8	Кінцевий вимикач	Uн=660В; Iн=10А	ТУ 16-642.031-85
9	Реле часу	Uк.рч.=220В; tв=5-180с	ТУ 16-743.003-85

 

 

8 РОЗРАХУНОК ВАРТОСТІ  ВИБРАНОГО КОМПЛЕКТУ ЕЛЕКТРООБЛАДНАННЯ

 

Перелік вибраного електрообладнання з його вартістю для приводу токарно-гвинторізного верстата 16К20 зводимо у таблицю 8.1.

 

Таблиця 8.1 – Перелік  і вартість вибраного електрообладнання

№ п/п	Найменування обладнання	Вартість однієї одиниці, грн.	Кількість	Всього
1	Електродвигун приводу шпинделя	5333,52	1	5333,52
2	Електродвигун приводу  супортів	616,76	1	616,76
3	Електродвигун приводу  насоса гідросистеми	555,86	1	555,86
4	Електродвигун приводу охолоджуючої рідини	948,44	1	948,44
5	Автоматичний вимикач	2451,99	1	2451,99
6	Електромагнітний пускач з тепловим реле	48,2	3	144,6
7	Амперметр	21,6	1	21,6
8	Трансформатор напруги 380/220	630,79	1	630,79
9	Запобіжник	3,31	2	6,62
10	Тумблер	5,53	2	11,06
11	Лампа розжарювання	3,75	2	7,5
12	Кінцевий вимикач	17,73	3	53,19
13	Кнопковий пост	26,92	1	26,92
14	Реле часу	79,1	1	79,1
Всього				10887,95