• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Плити стола.

1 –нижня плита, 2 – осердя, 3 – котушки,

4 – корпус, 5 – верхня плита, 6 – немагніт-

ні прокладки, 7 – вироб.

Перед зніманням виробів з плити

котушки відключаються і замика -

ються на розрядний опір.

Плити виготовляються з мало –

вуглецевої сталі. Осердя електро -

магнітів виготовляються з електро-

технічної сталі.

- демагнетізатори призначені для розмагнічування виробів після знімання їх зі стола. Котушки демагнетізатора вмикаються в мережу змінного струму частотою 50 Гц.

Рис.2.31. Схеми демагнетізаторів

а) – для окремих деталей,

1 – магнітопровід, 2 – полюсні баш - маки, 3 – немагнітна прокладка,

4 – котушки.

б) – з безперервною подачею деталей.

1 – лоток, 2 –котушка, 3 – вироб.

- пристрої для автоматичного контролю розмірив забезпечують автоматич –не відключення верстата при досягненні необхідних розмірив виробу.

Рис.2.32. Електроконтактний вимі –

рювальний пристрій.

а) – конструкція:

1 – корпус, 2 – шток, 3 – твердосплав- ний наконечник, 4 – плоска пружина,

5 – втулки, 6,11 – виті пружини,

7 – важель, 8,9 – контактні гвинти,

10 – хомутик.

б) – електрична схема.

Робота пристрою.

При зменшенні розміру деталі шток опускається донизу, і хомутик натис - кає на упор контактного важелю, при цьому верхній кінець контактного важелю відхиляється від контактного гвинта 8. При подальшому зменшенні розміру деталі контактний важіль замикається з контактним гвинтом 9. Дана

послідовність дозволяє здійснити автоматичний перехід з чорнової обробки на чистову. Настройка пристрою на припуск обробки здійснюється махович –

ками контактних гвинтів 8 і 9.

З метою підвищення надійності контактів вони керують виконавчим меха –

нізмом через електронний підсилювач (схема б). При замкненому контакті 8 транзистор VT1 закритий, а VT2 відкритий і реле К2 включене. При закін –

ченні чорнового шліфування контакт 8 розмикається, VT1 відкривається і спрацьовує К1, яке видає команду на перехід з чорнової подачі на чистову. При закінченні чистового проходу замикається контакт 9, VT2 закривається, реле К2 відключається і в схему керування поступає сигнал на відвід кругу, тобто на завершення циклу обробки.

Використання пристроїв контролю розмірив підвищує продуктивність праці, тому що дозволяє одному працівнику обслуговувати декілька верста –

тів, а також зменшує можливість браку і полегшує обслуговування верстатів.

3.Електроприводи шліфувальних верстатів.

Шліфувальні верстати відносяться до точних верстатів, тому конструкція їх окремих вузлів і кінематичні передачі повинні бути максимально простими, що досягається широким використанням індивідуального приводу.

Види електроприводів:

- головний привод (обертання шліфувального кругу);

- привод обертання виробу;

- привод подачі (поперечна);

- привод стола (поздовжня);

- допоміжні приводи.

Головний привод повинен забезпечувати швидкість різання 30÷50 м/с.

В більшості верстатів в якості двигуна головного приводу використовується одно або двошвидкісні двигуни з КЗ ротором.

Швидкість обертання шліфувального шпинделю залежить від діаметру круга:

- для кругів до 1000 мм n_шп ≤ 950об/хв.,

- для малих кругів використовують прискорюючи передачі, високошвид-

кісні двигуни або електрошпинделі, які являють собою шліфувальний шпин –дель і електродвигун конструктивно поєднані в один пристрий.

n_шп = 24000÷48000 об/хв.,

- для кругів 5÷7 мм n_шп = 150000÷250000 об/хв..

Електроживлення двигунів електрошпинделів здійснюється від перетворю - вачів частоти, F = 300÷2000 Гц.

В високоточних верстатах для отримання високої якості поверхні швидкість різання підтримується постійною, тобто незалежною від зношення кругу. З цією метою в крупних верстатах встановлюються двигуни постійно -го струму з регулюванням зміною потоку збудження Ф_зб = var, D = (2÷3) : 1.

Привод обертання виробу. В залежності від класу шліфувальних верстатів використовуються одно або багатошвидкісні асинхронні двигуни з КЗ ротором.

На великих круглошліфувальних верстатах використовують приводи по системі ТП-Д або приводи з магнітним підсилювачем, які забезпечують

D = (8÷25) : 1.

Приводи подач здійснюють зворотно-поступовий рух стола, поздовжнє і поперечне переміщення шліфувальної бабки.

Діапазон регулювання цих приводів (40÷50) : 1. Використовуються двигуни постійного струму.

Допоміжні приводи: приводи насосів охолодження, приводи насосів гідросистем, приводи швидкого руху шліфувальної бабки.

Використовуються асинхронні двигуни з КЗ ротором.

4.Розрахунок потужності двигуна головного приводу.

Процес шліфування складається з двох етапів: прохід чорнової обробки і чистовий прохід. Електропривод витрачає різні потужності, тому що глибина шліфування і швидкість подачі не однакові.

Для визначення потужності двигуна будується навантажувальна діаграма і розраховується його еквівалентна потужність.

Рис. 2.33. Навантажувальна діаграма.

, де

P_Z1 – потужність різання при чорновому проході,

P_Z2 – потужність різання при чистовому проході,

T_M1, T_M2 – машинний час для проходів,

P₀ – потужність втрат в передачах,

ΣT₀ – допоміжний час.

По каталогу вибираємо двигун за умовою:

Р_ном ≥ Р_екв., n_ном ≈ 60·V_kр· i_п / π·D_кр.

5.Електроустаткування і схема керування круглошліфувального

верстата 3А161.

Склад схеми:

1. Силова частина:

М1- електродвигун приводу шпинделю (асинхронний КЗР, Р_н = 7 кВт, ω_н = 98 с^-1)

М2 - електродвигун гідросистеми (асинхронний КЗР, Р_н = 1,7 кВт, ω_н = 93 с^-1)

М3 - електродвигун охолодження (асинхронний КЗР, Р_н = 0,125 кВт, ω_н = 280 с^-1)

М4, МП – комплектний електропривод обертання виробу (ПМУ5Мз двигуном постійного струму ПБС-22,Р_н = 0,85 кВт, ω = 35÷250 с^-1).

УА1 – електромагніт керування гідроприводом відводу шліфувальної бабки,

УА1 – електромагніт керування гідроприводом чистової подачі,

TV1 – понижуючий трансформатор освітлення і схеми керування,

TV2, VD11- VD16–ТВБ живлення схеми регулювання швидкості М4 і ОЗД,

R6 – резистор гальмування.

2. Схема керування:

SB1 – кнопка «загальний СТОП»;

SB2 – кнопка включення гідронасосу;

SB3 – кнопка включення ГП (М1);

SB4 – кнопка включення приводу обертання виробу (М4);

SB5 – кнопка зупинки М4;

SR – реле контролю швидкості;

KSP – реле контролю тиску;

SА1 – вимикач освітлення;

Вихідне SА2 – перемикач керування НО «РУЧН.-ВИКЛ.- АВТОМ.»

положення SА3 – перемикач керування М4 «РУЧН.-АВТОМ.»

«РУЧН,» SА4 - перемикачі режиму роботи з «РУЧН.-АВТОМ.»

SА5 -приладом активного контролю «РОБОТА ДО УПОРУ»

SQ1 – мікровимикач включення М3, М4 в режимі «АВТОМАТ»;

SQ2 – мікровимикач чистової подачі;

SQ3 – мікровимикач відводу шліфувальної бабки,

КМ1 – контактор включення шпинделю;

КМ2 – контактор включення гідронасосу;

КМ3 – контактор включення НО;

КМ4 – контактор включення приводу виробу;

КМ5 – контактор динамічного гальмування;

К1 – реле включення електромагніту чистової подачі;

К2 – реле включення електромагніту відводу шліфувальної бабки;

КА1 – реле блокування включення М4 при відсутності живлення ОЗД;

КТ – реле часу режиму «виходжування».

Електрична принципова схема круглошліфувального верстату 3А161 приведена на рис.2.34.

Рис.2.34. Схема електрична принципова круглошліфувального верстату 3А161.

Робота схеми.

Регулювання швидкості М4 здійснюється зміною напруги на його якорі, яка підводиться від силового магнітного підсилювача МП. МП зібраний по трифазний мостовий схемі з 6^ма робочими обмотками і з 3^ма обмотками керування.

Робочі обмотки w_р включені послідовно з діодами VD1-VD6, які викорис - товуються для випрямлення змінного струму і здійснюють внутрішній пози -

тивний зворотний зв'язок по струму МП.

Струм в обмотці керування w_к1 (І_к1) створюється різницею напруг: U_з – U_зз = U_к1, U_з – напруга задавальника швидкості, - знімається з R4, R5.

U_зз знімається з якорю двигуна.

Струм в w_к2, - І_к2 пропорційний струму якоря, тобто І_ТА.

М.р.с. w_к2 направлена згідно м.р.с. w_к1 і здійснює позитивний зворотний зв'язок по струму якоря.

Регулювання здійснюється пересуванням повзунка R2, R4, R5. Зсув робочої характеристики МП здійснюється обмоткою w_к3 і резистором R3.

Послідовність роботи верстату в автоматичному режимі:

1) підвід шліфувальної бабки до виробу і включення М3 і М4;

2) чорновий прохід;

3) чистовий прохід з роботою до упору;

4) відвід шліфувальної бабки і виключення М3, М4.

SA3, SA4 в положенні «АВТ.»,SA5 в положенні «РОБОТА ДО УПОРУ».

При нахилі головної рукоятки (ГР) відбувається підвід шліфувальної бабки до натискання SQ1 і вмикаються М3 і М4, включається гідропривод стола (від ручки).

Після чорнового проходу натискається SQ2, який вмикає К1, яке заживлює УА1, що приводить до зменшення швидкості подачі (чистова обробка).

При досягненні заданого розміру (упору) натискається SQ3, який вмикає К2, яке заживлює УА1, що приводить до швидкого відводу ШБ.

При поверненні ШБ у вихідне положення розмикається контакт SQ1 і ви –

микаються КМ3, КМ4 і зупиняються М3, М4.

На верстаті можливе використання приладу активного контролю АК-3, який видає команди переключення на чистову подачу і на швидкий відвід ШБ. (SA5 в положенні «РОБОТА ЗІ СКОБОЮ»).

Контрольні запитання.

1. Як класифікуються шліфувальні верстати в залежності від форми поверхні обробки?

2. Які значення має швидкість обертання шпинделів шліфувальних верстатів?

3. За допомогою яких пристроїв досягаються високі швидкості обертання в електрошпинделях?

4. Яке додаткове електрообладнання мають шліфувальні верстати?

Тема 2.7. Електроустаткування і схеми керування

ковальсько-пресових машин.

1.Призначення, класифікація і конструкція ковальсько-пресових машин.

Ковальські і, особливо, пресові машини відносяться до класу машин, за допомогою яких виконується обробка металів тиском. Вони використову -ються на машинобудівних, приладобудівних та інших підприємствах, де доводиться виготовляти складні деталі, виготовляти попередні заготівки і розкрій матеріалу, а також штампувати деталі складної конфігурації Так, наприклад, потужні преси застосовуються для кування деталей турбін, обробки несучих конструкцій кораблів, виготовлення корпусів реакторів, штампування елементів конструкцій літаків та інших крупних виробів.

Всі ковальсько-пресові машини поділяються на основні групи: молоти, преси, ковальсько-штампувальні автомати (будова на рис. 2.36)

Зусилля пресів коливаються в широких межах і, наприклад, в Україні працює прес, що розвиває зусилля до 750 кН та має стіл розміром 3,5 х 16 м, а прес, що працює у Франції, має стіл 3,5 х 6 м і розвиває зусилля до 650 кН.

2.Електропривод ковальсько-пресових машин.

Рис. 2.35. Графік навантаження ексцентрикового преса

Характерною особливістю більшості приводів ковальсько-пресових машин, що забезпечують формування деталей (головні приводи), є різко виражений одно-або двопіковий графік навантаження, подібний до графіка, показаного на рис. 2.35. Ці піки з малою тривалістю можуть перевищувати еквівалентне значення моменту навантаження і максимальний момент двигуна у декілька разів. Тому для вирівнювання навантаження і підвищення енергетичних показників електроприводів (cos φ, ККД ), як правило, встановлюють маховики.

При номінальній швидкості обертання головних приводів ковальсько-пресових машин інерційні маси мають значний запас кінетичної енергії, внаслідок чого з появою піку навантаження швидкість обертання електроприводу суттєво не знижається, оскільки це навантаження долають інерційна маса і електромагнітний момент електродвигуна. Отже, інерційні маси маховика в періоди піку навантаження виконують корисну роботу, дозволяючи тим самим понизити встановлену потужність приводних двигунів. У той же час потужність двигуна повинна бути достатньою для того, щоб між піками навантаження швидкість обертання електроприводу досягала номінального значення, тобто забезпечувалося б її коливання в допустимих межах. Як відомо, усталена швидкість обертання електроприводу досягається через 4...5 елек-

тромеханічних сталих часу, а тому проміжок часу між піками навантаження повинен відповідати наступній умові:

t = 4...5 Jω_сs_ном/ M_ном , де

J - приведений момент інерції системи, кгм²;

ω_с - синхронна швидкість обертання, с^-1;

s_ном - номінальне ковзання;

M_ном - номінальний момент двигуна, Нм.

Це рівняння при відповідному поєднанні моменту інерції системи J і номінального моменту двигуна М визначає найбільш допустиме число циклів в одиницю часу, а отже, і продуктивність машини. Якщо продуктивність задана, то при розрахунку і виборі приводного електродвигуна користуються методом послідовних наближень. Для ковальсько-пресових машин звичайно задають або розраховують залежності моменту на валу приводного двигуна від кута повороту M = f(α), так як на рис. 2.35, або від часу М = f(t) за цикл роботи механізму. Користуючись цими залежностями, кінематичною схемою і швидкістю робочого органу механізму, знаходять середній момент за цикл роботи механізму М_сер, необхідну швидкість обертання ω і, з урахуванням перехідних процесів в двигуні (враховуються коефіцієнтом k = 1,1......1.3),

необхідну потужність приводного електродвигуна:

Р = kМ_серω.

Необхідний момент інерції маховика визначають за тими ж залежностями: М = f(a) або М = f(t), виходячи з повного моменту інерції махових мас електроприводу і допустимого зниження швидкості обертання двигуна при максимальному піковому навантаженні. Якщо графічно задана залежність М = f(a), то на графіку проводять лінію номінального моменту двигуна. Площа фігури, окресленої цією лінією і кривою М — f'(α), виражає роботу _ΔА, яку повинні виконати інерційні маси електроприводу, віддаючи запасену ними кінетичну енергію при зниженні швидкості обертання від номінальної ω_ном до мінімально допустимої ω_мін , тобто:

Звідси отримаємо:

- середня швидкість обертання двигуна, с^-1;

- коефіцієнт нерівномірності.

Якщо ж задана залежність М = f(t) і, подібно до попереднього, провести на графіку лінію номінального моменту двигуна, то площа фігури, окреслена цією лінією і кривою М = f(t), виражатиме імпульс моменту, тобто

Звідси отримаємо:

Необхідні моменти інерції маховика в обох випадках визначаються як різниця між отриманими значеннями моментів інерції і відповідними їх значеннями, які мають інші частини електроприводу, включаючи якір або ротор електродвигуна (J_Σ), тобто

J_мех = J – J_Σ.

Високих вимог до діапазону регулювання швидкості обертання головних електроприводів ковальсько-пресових машин і точності роботи їх механізмів, як правило, не ставиться. Тому в більшості випадків використовуються асинхронні двигуни з короткозамкненим або з фазним ротором, а іноді синхронні двигуни чи двигуни постійного струму. Для пресів перспективними є дугостаторні асинхронні двигуни, застосування яких спрощує конструкцію преса. Такі двигуни встановлюються в гвинтових пресах, де маховик гвинта використаний як ротор двигуна, що дозволяє вилучити малонадійну фрикційну передачу. Розроблена серія таких пресів із зусиллям від 0,4 до 10 МН, а двигуни для них випускаються і освоюються серійно на потужності до 150 кВт. Для керування двигунами використовуються найпростіші схеми, що містять магнітні або тиристорні пускачі, різноманітні контролери і елементи блокувань, що виключають можливі травми під час експлуатації механізмів; іноді застосовується програмне керування.

Допоміжні механізми ковальсько-пресових машин (установки межі ходу повзуна преса, подачі поворотного стола і каретки, охолоджувальних помп тощо) працюють в короткочасних, повторно-короткочасних або тривалих режимах, а тому двигуни для них вибирають, як завжди у таких випадках, за статичним або максимальним навантаженням. Невід'ємним елементом цих машин при гарячій обробці металів є нагрівальні пристрої, в ролі яких у сучасних ковальсько-пресових цехах використовуються напівпровідникові перетворювачі підвищеної частоти (1 000, 2 500, 8 000 Гц). їх параметри вибираються, виходячи з розмірів і матеріалу оброблюваних виробів, а також з урахуванням технологічного циклу роботи ковальсько-пресових машин. Наприклад, на багатьох машинобудівних заводах експлуатується нагрівальна установка І ПЧ-750 потужністю 12 000 кВт.

Приклад. Момент на валу двигуна ексцентрикового преса за один оберт змінюється відповідно до даних, наведених в таблиці 2.1. Ексцентрик

приводиться в рух за допомогою триступеневого редуктора з передаваль - ними числами і₁ = 3,22; і₂ = 3,84; і₃ = 5,5 та пасоременевою передачею на шків-маховик з передавальним числом і₄ = 2,11. Повзун преса повинен здійснювати n₁ - 7,4 ходу за хвилину, а розгін двигуна з маховиком до номінальної швидкості обертання відбувається при статичному моменті М_ст= 147 Нм.

Таблиця 2.1

Кут повороту, град 0 15 20 40 60 80 100

Момент, Н м 78,5 0 -37,3 -117 -175 -191 -182

Кут повороту, град 106,5 108 110 118 129 135 136,5

Момент, Нм 0 190 243 2450 2100 1765 196

Кут повороту, град 150 160 180 200 220 240 260

Момент, Нм 0 20,6 78,5 180 277 351 405

Кут повороту, град 280 300 320 340 350 360 15

Момент, Нм 422 383 310 202 140 78,5 0

Визначити необхідну потужнісіь і вибрати приводний електродвигун змінного струму напругою U = 380 В, а також розрахувати необхідний момент інерції маховика, якщо моменти інерції механізму J = 1,5 кгм²; і муфти J_муф = 0,125 кгм².

Розв'язок.

1. Вибір двигуна. За даними табл. 2.1 будуємо криву (рис. 2.35) і визначаємо за нею середній момент навантаження М = 304 Нм.

Знаходимо необхідну швидкість обертання і потужність приводного двигуна з урахуванням того, що ω₁ = πn₁/30 = 0,775 c^-1. ω = ω₁і₁і₂і₃і₄ = 0,775·3,22·3,84·5,5·2,11= 146 с^-1.

Ρ = Μ_серω = 304·146 = 44384 Вт ≈ 44 κΒт.

Попередньо вибираємо двигун із підвищеним ковзанням, який має наступні номінальні характеристики: P_ном= 46,2 κΒт; U_ном =380 В; ω_ном = 146 с^-1; η_ном = 0,86; cos φ_ном = 0,88; J_дв= 0,625 кгм²; І_к/І_ном = 5; λ = Μ_max /Μ_ном= 2,4; m = Μ_к/М_ном = 2,2; Μ_ном = 46,2/146 = 0,32 kHm = 320 Н; М_{дв max} = М_ном·λ = 320·2,4 = 770 Нм; s_ном = (1500 – 1380)/1500 = 0,08; ω_с = 157 с^-1.

Вибраний двигун перевіряємо методом Савінкова на тепловий режим (М_екв ) та механічне перевантаження (М_max).

Μ_екв=319Нм ≈ М_ном, а М_max = 560 Нм < Μ_{дв max}.

Отже, двигун вибраний правильно.

Розрахунок махового моменту інерції маховика.

Визначимо час циклу: Т= 60/n₁ = 60/7,4 = 8,12 с.

Використовчючи табл. 2.1 або рис. 2.35, а також приймаючи пік наванта -ження прямокутним і рівним Μ = 2 450 Нм, знаходимо кут повороту маховика а ≈ 28° і час:

t = Τα/(2π) = 8,12-28/360 = 0.632 с.

Нехтуючи зміною швидкості двигуна в період проходження піку наванта -ження, а також приймаючи запас за максимальним моментом 15 %, тобто в цей період двигун розвиватиме момент Μ_{дв max} = 0,85·770 = 655 Нм, розрахуємо момент інерції всієї системи:

Визначаємо момент інерції маховика, приведений до валу двигуна, а потім й до власного валу.

J_{махов пр.}= J – J_м – J_муф – J_дв = 63,25 – 1,5 – 0,125 – 0,625 = 61 кгм²,

J_махов=J_{махов пр}і₄² = 61·2,77² = 468 кгм² .

2. Схема механічного кривошипного ковальсько-штампувального пресу.

Рис. 2.36. Кінематична схема механічного

Читайте також:

1. Особливості розрахунку плити проїзної частини
2. Плити Східноєвропейської платформи. Західний сектор: Волино-Подільська плита, Львівський прогин.

Переглядів: 916