Электрооборудование и схема управления радиально-сверлильного станка модели 2К522

                                   

Содержание

 

 

 

Введение

 

Темой моего курсового  проекта является “Электрооборудование и схема управления радиально-сверлильного станка модели 2К522”.

Сверлильные станки служат для получения сквозных и глухих отверстий в деталях с помощью сверл, для развертывания и чистовой обработки отверстий, предварительно полученных литьем или штамповкой, и для выполнения других операций. В сверлильных станках главное движение и движение подачи сообщаются инструменту. К станкам общего назначения относятся вертикально-сверлильные и радиально-сверлильные станки.

Станок установлен в мастерской по ремонту электрооборудования Новополоцкой ТЭЦ и применяется для обработки крупных деталей, когда на них просверливается несколько отверстий при больших межцентровых расстояниях

В курсовом проекте рассмотрено  назначение и устройство станка, принцип работы схемы управления станка, произведен выбор электродвигателей и элементов схемы, произведен расчет проводов и защитной аппаратуры, указана техника безопасности при выполнении на станке каких-либо операций, а также содержится графическая часть, то есть электрическая принципиальная схема и схема соединений.

 

1 Назначение и характеристика электрооборудования станка

 

Радиально-сверлильный  станок модели 2К522 предназначен для  обработки отверстий в мелких, средних и, главным образом, в труднодоступных местах крупных деталей. Станок применяется во вспомогательном и мелкосерийном производстве.

На станке можно выполнять  сверление, развертывание, нарезание  резьбы в разных плоскостях и под любыми углами.

Главное движение. Вращение от электродвигателя через зубчатые колеса и четырехвенцовый блок передается на вал. В цепи главного движения имеется предохранительное устройство от перегрузок. Приведение станка в рабочее состояние после срабатывания предохранительного устройства производится резким поворотом вручную в сторону, противоположную направлению вращения шпинделя. Вращение от шпинделя через зубчатые колеса передается на коробку подач. Механизм подач состоит из червяка, получающего либо механическое вращение от вала, либо ручное от маховика тонкой подачи.

Вспомогательные движения непосредственно не участвуют в процессе сверления, но необходимы для обработки изделий: для установки инструмента, автоматического подвода его к заготовке и обратного отвода, контроля размеров в процессе обработки, подачи смазки и охлаждающей жидкости.

Шпиндель

Шпиндель предназначен для передачи вращения инструменту, установленному в его конусе. Шпиндель снабжен безударным выбивным устройством для удаления инструмента. Механизм реверса шпинделя предназначен для включения и останова шпинделя, а также для изменения направления вращения. Вращение шпинделя от электродвигателя передается через коробку скоростей на вал привода шпинделя. Передвижные блоки коробки скоростей обеспечивают 12 ступеней частоты вращения шпинделя в диапазоне от 45 до 2000 оборотов в минуту.

Вращение от вала привода  шпинделя через цилиндрические передачи, коробку подач, червячную передачу и зубчатое колесо передается на рейку  шпинделя. Передвижные блоки коробки  подач обеспечивают 4 механические подачи. Включение механической подачи осуществляется рукоятками штурвального устройства в направлении от себя. Тонкая ручная подача осуществляется маховиком при включении рукоятки подач в нейтральное положение, соответствующее положению «тонкий ручной подвод инструмента». Ручной подвод инструмента при необходимости и ручная подача производятся рукоятками штурвального устройства при выключенной муфте.

Механизм  перемещения рукава по колонне

Механизм перемещения  рукава по колонне предназначен для  механического подъема и опускания корпуса с рукавом по колонне. Привод осуществляется от электродвигателя на коническую пару. Коническое зубчатое колесо связано с гайкой, которая, вращаясь по неподвижному винту, осуществляет вертикальное перемещение корпуса вверх-вниз. Вертикальное перемещение рукава осуществляется от двигателя через коническую пару на винт подъема. Изменение направления перемещения рукава производится реверсом электродвигателя.

Механизм  поворота рукава

Механизм поворота рукава вокруг горизонтальной оси предназначен для поворота рукава, несущего сверлильную головку вокруг горизонтальной оси с целью выставки шпинделя в необходимое положение. Поворот рукава вокруг горизонтальной оси осуществляется посредством червячной передачи при помощи рукоятки, установленной на квадратный хвостовик вала.

Механизм  перемещения сверлильной головки

Механизм перемещения  сверлильной головки по рукаву представляет собой вал, на одном конце которого насажен маховик, а на втором –  зубчатое колесо, которое через паразитные шестерни передает вращение зубчатому колесу, находящемуся в зацеплении с рейкой, закрепленной неподвижно на рукаве. Перемещение сверлильной головки по рукаву осуществляется с помощью маховика, установленного на вал. Поворот сверлильной головки вокруг горизонтальной оси осуществляется в крайнем правом положении сверлильной головки посредством червячной передачи при помощи рукоятки, устанавливаемой на квадратный хвостовик червячного вала.

 

2 Принципиальная схема станка  и порядок ее работы

 

Работу на станке следует  начинать в следующем порядке:

• рукоятку включения шпинделя установить в нейтральное положение;
• поворотом рычага вводного автоматического выключателя QF1 произвести включение;
• нажатием на толкатель кнопки SB2 привести в готовность цепи управления станка.  При этом срабатывает промежуточное реле KL1, замыкает свои контакты, подготавливая к включению цепи питания катушек магнитных пускателей. Загорается сигнальная лампа HL «Станок готов к работе»;
• при повороте рукоятки «Включение шпинделя» на себя или от  себя нажимаются соответственно переключатели SQ1 и SQ2, в результате срабатывают магнитные пускатели КМ2 или КМ3 и включается электродвигатель привода шпинделя M1 в прямом или обратном направлении;
• перемещение рукава вверх или вниз осуществляется при нажатии на толчковую кнопку SB3 или SB4, при этом срабатывают соответственно магнитные пускатели КМ4 или КМ5 и подают питание через свои силовые контакты на электродвигатель перемещения рукава М2 в прямом или обратном направлении.

При установке на станок электронасоса его включение производится тумблером SA1, расположенным на пульте управления. При этом срабатывает магнитный пускатель КМ1 и подает питание на электродвигатель насоса М3.

Для аварийной остановки  станка следует нажать на красный  толкатель кнопки SB1 или отключить вводной автоматический выключатель QF1, При этом гаснет сигнальная лампа HL1.

На станке установлен светильник местного освещения НКП03-60-002 с лампой накаливания HL2 мощностью 40 Вт, питаемой напряжением 24 В через разделительный трансформатор TV1. Включение освещения производится при подаче напряжения на станок через QF1.

 

Защита от коротких замыканий  помимо автоматического выключателя  осуществляется плавкими предохранителями FU1 (цепь управления) и FU2 (цепь освещения).

Защита электродвигателей  от перегрузки осуществляется тепловыми реле КК1, КК2 и КК3, блокировочные контакты которых в случае нарушения режима работы разомкнут цепь питания катушки КL1.

 

3 Выбор электродвигателей

 

Двигатель производственного  механизма должен наиболее полно  отвечать технико-экономическим требованиям,  т.  е.  отличаться  простотой  конструкции,  надежностью в эксплуатации, наименьшей стоимостью, небольшими габаритами и массой, обеспечивать простое управление, удовлетворять особенности технологического процесса и иметь высокие энергетические  показатели  при  различных  режимах  работы.   Конструкцию  двигателя выбирают, исходя из условий окружающей среды. 

Выбор электродвигателей  осуществляем на основе следующий условий:

 (1)

 (2)

Например, произведем выбор электродвигателя главного привода М1. Исходя из условия (1):

Для  осуществления  главного  движения  станка  выбираем  асинхронный электродвигатель с  короткозамкнутым ротором типа АИР80В4  нормального исполнения с номинальной мощностью Р_ном = 1,5 кВт. Технические данные выбранного электродвигателя записываем в таблицу 1.

Проверяем условие выбора по мощности (1) и (2):

,

 – выполняются.

Выбор электродвигателей  для остальных производственных механизмов производим аналогично. Технические данные выбранных электродвигателей сводим в таблицу 1.

 

 

Таблица 1 – Технические данные электродвигателей

Поз. обоз- начения	Тип	Рном, кВт	nном, об/мин	hном	cosj
М1	АИР80В4	1,5	1500	0,77	0,83	2	5
М2	АИР71В4	0,75	1500	0,72	0,73	2	4,5
М3	АИР56А2	0,18	3000	0,64	0,64	2	5

 

4 Выбор электрических аппаратов и элементов схемы управления

4.1 Выбор магнитных пускателей, контакторов

 

Магнитные пускатели и контакторы - это аппараты дистанционного действия, предназначенные для частых включений и отключений электрических цепей при нормальных режимах работы. Главные контакты пускателей осуществляют замыкание цепи и должны быть рассчитаны на длительное проведение номинального тока.

Магнитные пускатели  и контакторы выбираются по следующим  условиям:

1) току и напряжению  силовых контактов;

2) мощности коммутируемой  нагрузки;

3) числу и роду силовых  контактов;

4) числу и роду вспомогательных  контактов;

5) напряжению катушки;

6) конструктивному исполнению.

Ток главных контактов  рассчитываем по формуле:

, (3)

где Р – мощность электродвигателя, Вт;

U – напряжение, В;

cosφ – коэффициент мощности электродвигателя;

η – КПД электродвигателя.

 

Например, произведем выбор пускатель КМ2 в указанном порядке:

1) напряжение силовых  контактов U=380 В. Рассчитываем ток I, А, силовой цепи по формуле (3):

2) мощность коммутируемой  нагрузки Р = 1,5 кВт;

3) по схеме определяем  число и род силовых контактов – три  замыкающих;

4) по схеме определяем  число и род вспомогательных контактов – один размыкающий;

5) напряжение катушки равно напряжению цепи управления – U_к =110 В;

6) так как станок  расположен в нормальных условиях  окружающей среды, то магнитный пускатель должен соответствовать конструктивному исполнению IP40.

Выбираем магнитный  пускатель типа ПМЕ-111 с номинальным током 10А. Технические данные выбранного пускателя сводим в таблицу 2.

Для остальных магнитных  пускателей порядок расчета аналогичен, данные выбранных пускателей заносим в таблицу 2.

 

Таблица 2 – Технические данные выбранных пускателей

Позиционное обозначение. Тип		Ток силовых контактов, I, A	Напряжение силовых  контактов, U, В	Число силовых контактов, зам/разм	Число вспомога-тельных контактов, зам/разм	Напряжение катушки, UК , В	Мощность катушки, ВА пуск/ном
КМ1	Требуемый	0,67	380	3/0	0/0	110	-
ПМЕ-111	Выбранный	10	380	3/0	2/2	110	130/6
КМ2, КМ3	Требуемый	3,57	380	3/0	0/1	110	-
ПМЕ-111	Выбранный	10	380	3/0	2/2	110	130/6
КМ4, КМ5	Требуемый	2,17	380	3/0	0/1	110	-
ПМЕ-111	Выбранный	10	380	3/0	2/2	110	130/6