Материал: Проект электрооборудования сверлильно-радиального станка

Проект электрооборудования сверлильно-радиального станка

Департамент образования Вологодской области

Бюджетное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

«Череповецкий лесомеханический техникум им. В.П.Чкалова»

Специальность 140613: Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)

Курсовой проект

по дисциплине «Электрическое и электромеханическое оборудование»

ПРОЕКТ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СВЕРЛИЛЬНО-РАДИАЛЬНОГО СТАНКА

Разработал:

Студентка группы МЭ-41

Л.В. Гусева

Преподаватель:

Н.К.Смирнов

Содержание

1. Общая часть

.1 История развития электропривода

.2 Характеристика сверлильного оборудования

. Расчетная часть

.1 Выбор схемы управления

.2 Выбор мощности приводного электродвигателя

.3 Выбор аппаратуры управления и защиты

.3.1 Силовая часть схемы

.3.2 Цепь управления

.4 Выбор питающего кабеля

.5 Разработка схемы электрических соединений

.6 Устройство и назначение теплового реле

.7 Описание заземления электрооборудования

. Техника безопасности при обслуживании радиально-сверлильного станка

Заключение

Список литературы

1. Общая часть

1.1   История развития электропривода

Электрический привод - это электромеханическая система для приведения в движение исполнительных механизмов рабочих машин и управления этим движением в целях осуществления технологического процесса.

Согласно ГОСТ Р 50369-92 электрическим приводом называется электромеханическая система, состоящая в общем случае из взаимодействующих преобразователей электроэнергии, электромеханических и механических преобразователей, управляющих и информационных устройств и устройств сопряжения с внешними электрическими, механическими, управляющими и информационными системами, предназначенная для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины

Электрический привод (ЭП) играет большую роль в реализации задач повышения производительности труда в разных отраслях народного хозяйства, автоматизации и комплексной механизации производственных процессов. Около 70% вырабатываемой электроэнергии преобразуется в механическую энергию электродвигателями (ЭД), которые приводят в движение различные станки и механизмы.

Электропривод представляет собой электромеханическую систему, состоящую из электродвигательного, преобразовательного, передаточного и управляющего устройств, предназначенную для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины и управления этим движением.

Появление ЭП обусловлено трудами многих отечественных и зарубежных ученых-электротехников. В этом блистательном ряду имена таких крупных ученых как : датчанин Х. Эрстед, показавший возможность взаимодействия магнитного поля и проводника с током (1820 г.), француз А. Ампер, математически оформивший это взаимодействие в том же 1820 г., англичанин М. Фарадей, построивший в 1821 году экспериментальную установку, доказавшую возможность построения электродвигателя. Отечественные ученые-академики Б.С. Якоби и Э.Х. Ленц, которым впервые удалось создать в 1834 году электродвигатель постоянного тока.

После победы Великой Октябрьской революции в 1920 г. был поставлен вопрос о коренной реорганизации всего народного хозяйства. Был разработан план ГОЭЛРО (государственный план электрификации России), предусматривающий в течение 10-15 лет создание 30 тепловых и гидроэлектростанций общей мощностью 1 млн. 750 тыс. кВт (к 1935 году было введено около 4,5 млн. кВт). Работая над планом ГОЭЛРО, В.И. Ленин отметил, что "электрический привод как раз наиболее надежно обеспечивает и любую быстроходность и автоматическую связанность операций на самом обширном поле труда".

ЭП является силовой основой выполнения механической работы и автоматизации производственных процессов с высоким КПД, при этом электропривод создает все условия для высокопроизводительного труда. Вот простой пример. Известно, что в течении рабочего дня один человек может при помощи мускульной энергии выработать около 1 кВт/ч, стоимость производства которой составляет (условно) 1 коп. В высоко электрифицированных отраслях промышленности установленная мощность электродвигателей на одного рабочего составляет 4-5 кВт (этот показатель называется электровооруженность труда). При восьмичасовом рабочем дне получаем потребление 32-40 кВт/ч. Это значит, что рабочий управляет механизмами, работа которых за смену эквивалентна работе 32-40 человек.

Еще большая эффективность ЭП наблюдается в горнодобывающей промышленности. Например, на шагающем экскаваторе типа ЭШ-125/125, имеющим стрелу 125 метров и ковш емкостью 125 кубических метров, мощностью одного асинхронного двигателя составляет 28,2 МВт. На прокатных станах установленная мощность ЭД составляет более 60 МВт, а скорость прокатки - 126 км/ч.

Именно поэтому было так важно обеспечить широкое внедрение электропривода в народное хозяйство. Количественно это характеризуется коэффициентом электрификации, равным отношению мощности электродвигателей к мощности всех установленных двигателей, в том числе и неэлектрических.

.2 Характеристика сверлильного оборудования

Сверлильные станки предназначены для сверления, зенкования, зенкерования, развертывания отверстий, для подрезания торцов изделий и нарезания резьб метчиками. Применяются они в основном в единичном и мелкосерийном производстве, а некоторые модификации этих станков - в условиях массового и крупносерийного производства.

Сверлильные станки подразделяются на

·              Станки сверлильные настольные (D до 16 мм)

·              Вертикально-сверлильные колонные (D свыше 18 мм)

·              Радиально-сверлильные

·              Станки координатно-сверлильные

·              Станки сверлильно-фрезерные комбинированные

·              Станки для глубокого сверления

·              Станки центровальные

·              Станки сверлильные многошпиндельные

В промышленности наибольшее распространение получили вертикально-сверлильные и радиально-сверлильные станки. Для обработки отверстий небольшого размера применяются настольно-сверлильные станки (модели 2Н103П - до 3 мм, 2Н106П - до 6 мм, 2Н112П - до 12 мм).

Станок универсальный вертикально-сверлильный 2Н125, с условным диаметром сверления 25 мм, используется на предприятиях с единичным и мелкосерийным выпуском продукции и предназначены для выполнения следующих операций: сверления» рассверливания» зенкования, зенкерования, развертывания и подрезки торцев ножами.

Пределы чисел оборотов и подач шпинделя позволяют обрабатывать различные виды отверстий на рациональных режимах резания.

Наличие на станках механической подачи шпинделя, при ручном управлении циклами работы.

Допускает обработку деталей в широком диапазоне размеров из различных материалов с использованием инструмента из высокоуглеродистых и быстрорежущих сталей и твердых сплавов.

Станки снабжены устройством реверсирования электродвигателя главного движения, что позволяет производить на них нарезание резьбы машинными метчиками при ручной подаче шпинделя»

2. Расчетная часть

.1 Выбор схемы управления

Краткая характеристика электрооборудования. Электрооборудование станков включает в себя трехфазный короткозамкнутый асинхронный электродвигатель вращения и рабочей подачи шпинделя, электронасос охлаждения, электроаппаратуру управления.

Описание режимов работы. Включением вводного автомата QF1 подается напряжение на главные и вспомогательные цепи, на пульте загорается сигнальная лампа HL. Если необходимо охлаждение и освещение, то соответствующие выключатели ставятся в положение «ВКЛЮЧЕНО».

Нажатие кнопки SB2 «ВПРАВО» катушка пускателя KM1 получает питание, главные контакты включают ЭД М1 на правое вращение шпинделя. Через блок-контакты КМ1 включается пускатель КМ2, включающий ЭД М2 и реле задержки КТ2.

При нажатии кнопки SB3 «ВЛЕВО» происходит отключение пускателя КМ1, ЭД М1, реле КТ2. После разряда конденсатора C3 контакты реле KT2 замыкаются и проводит включение пускателя KM3 и ЭД M1 на левое вращение шпинделя. Реле KT2 включается снова.

При автоматическом реверсе эти переключения происходят при срабатывании микропереключателя SQ1 от кулачка, установленного на лимбе.

Остановка осуществляется нажатием на кнопку SB1 «Стоп» при этом отключаются пускатели KM1, KM2 и KM3, отключающие ЭД M1 и M2. Через контакты реле KT2 включается реле KT1 с последующим включением пускателей KM4 и KM5. Обмотки ЭД M1 подключаются через выпрямитель VD1 и VD2 к трансформатору T1. Происходит электродинамическое торможение шпинделя.

После разряда конденсаторов C1и C2 отключается реле KT1, отключающее пускатели KM4 и KM5.

При переключении скоростей, если зубчатые колеса не входят в зацепление, применяют качательное движение ротора двигателя M1. Нажатием кнопки SB4 «КАЧАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ» включается пускатель KM4, подающий по фазам пониженное выпрямленное напряжение через сопротивление R2 с задержкой включается реле KT1, отключающее пускатель KM4, и включающий пускатель KM5. При этом пониженное напряжение протекает по фазам. Такие переключения обеспечивают качание ротора, что облегчает переключение скоростей.

.2 Выбор мощности приводного электродвигателя

Расчет приводного электродвигателя

. Определяем частоту вращения шпинделя.

. Определяем вращающий момент на шпинделе.

. Определяем мощность резания при сверлении.

. Определяем мощность холостого хода.

. Определяем эквивалентную мощность электродвигателя.

. Определяем мощность электродвигателя с учетом коэффициента запаса.

. Выбираем электродвигатель.

Двигатель марки : 100S2У3.

. Проверяем электродвигатель на перегрузочную мощность.

Двигатель выбран правильно.

Расчет приводного электродвигателя насоса охлаждения

1. Определяем мощность приводного двигателя.

. Выбираем электродвигатель насоса охлаждения.

Двигатель марки: 4А63А2У3

. Проверяем электродвигатель на перегрузочную мощность.

Двигатель выбран правильно.

Таблица 1. Технические характеристики ЭД.

.3 Выбор аппаратуры управления и защиты

привод сверлильный станок электродвигатель

2.3.1 Силовая часть схемы

1.Рассчитываем номинальные токи для каждого электродвигателя по формуле:

 - КПД выбранного двигателя.

. Выбираем автоматический выключатель QF[1,с.10];

Автоматы выбирают по их номинальному току и току плавкой вставки

Находим ток вставки теплового расцепителя

_т≥ 1,25∙I_н, А

Где I_н- номинальный ток двигателя_т≥1,25∙(10,5+8)=20,4 А_т≥1,25∙8=10 А

. Находим вставку электромагнитного расцепителя.

I_э≥1,25∙I_п, А

Где I_п- пусковой ток двигателя, А

По найденному пусковому току двигателя находим по формуле вставку электромагнитного расцепителя._э≥1,25∙87=104 А [4.23]

Выбираем автоматический выключатель и заносим данные в таблицу 2

Таблица 2. Данные автоматического выключателя

Автоматический выключатель подходит, данные занесены в таблицу 2

. Выбираем контакторы шпинделя, торможения и пусковой, данные заносим в таблицу 3

Контактор выбирают по номинальному току I_н1=10,5 А и I_н2=8 А

Таблица 3. Данные контактора

Контакторы подходят, данные занесены в таблицу 3

. Выбираем тепловое реле по рассчитанному току теплового расцепителя для обоих конвейеров и данные заносим в таблицу 4

Таблица 4. Данные теплового реле

Тепловое реле подходит, данные заносим в таблицу 4

. Выбираем трансформатор

Трансформатор выбираем по номинальному напряжению

Выбираем трансформатор ОСМ-0,16_н1=380В, U_н2=220В

Трансформатор подходит.