Материал: Токарно-револьверный автомат модели 1М116

Токарно-револьверный автомат модели 1М116

Дипломная работа

на тему Токарно-револьверный автомат модели 1М116

ВВЕДЕНИЕ

Металлорежущие станки являются распространенными производственными машинами, предназначенными для механической обработки заготовок из металла режущими инструментами. Путем снятия стружки заготовкам придается требуемая форма, размеры и чистота поверхности. На электромашиностроительных заводах механическая обработка занимает значительное место в общем процессе изготовления электрической машины в условиях крупносерийного и массового производства.

Развитие вычислительной техники позволило создать высокопроизводительные металлорежущие станки с программным управлением, в том числе с автоматической сменой инструмента.

Для металлорежущего оборудования характерно быстрое расширение сферы применения числового программного управления с использованием микропроцессорной техники.

Электрооборудование металлорежущих станков постоянно совершенствуется благодаря использованию более новых электрических аппаратов управления, защиты, преобразователей, полупроводниковых приборов и элементов.

Целью дипломного проекта является изучение и выбор электрооборудования токарно-револьверного станка модели 1М116, его частей и схемы управления. По его техническим характеристикам выберем электродвигатели, аппаратуру защиты, провода для цепи управления и кабели для силовой цепи. Описание принципа работы выбранного электрооборудования и всей схемы управления станка, а также организация технической эксплуатации и обслуживания электрооборудования заданного механизма.

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

.1 Тип механизма, назначение, его основные технические данные

Автомат токарно-револьверный, одношпиндельный, прутковый, модели 1М116 предназначен для токарной обработки деталей из калиброванного прутка диаметром до 16 мм в автоматическом цикле в условиях массового и серийного производства.

На автомате можно производить следующие виды токарной обработки: обточку, расточку, сверление, зенкерование, развертывание, нарезание резьбы метчиками и плашками, проточку канавок. Точность обработки резцами наружных поверхностей по 8 квалитету, внутренних поверхностей по 9 квалитету.

Токарно-револьверные станки снабжены устройствами для сокращения вспомогательного времени при выполнении операции: командоаппаратами или упорами, которые осуществляют автоматическое переключение частот вращения шпинделя и подач, устройством для поворота револьверной головки и т. д. Технические данные станка 1М116:

Класс точности станка по ГОСТ 8-82, (Н,П,В,А,С) - Н;

Диаметр прутка наибольший - 16 мм;

Диаметр детали над станиной - 6 мм;

Подача прутка - 70 мм;

Наибольшее усилие резания - 3600 Н;

Наибольший крутящий момент,- 30 Н∙м;

Габариты станка: длинна - ширина - высота (мм) 1820x820x1460;

Масса - 1490 кг;

Мощность двигателя - 4кВт;

Пределы частоты вращения шпинделя: min/max - 50/4000(об/мин);

Число инструментов в магазине - 4;

Внешний вид станка 1М116

.2 Назначение электроприводов, кинематическая схема и её описание

На станке установлено 4 электродвигателя :

М 1 - привод шпинделя

М 2 - привод насоса охлаждения

М 3 - привод подачи

М 4 - привод насоса смазки

Кинематика токарно-револьверного автомата 1М116 имеет две основные цепи: привод вращения шпинделя и привод подачи и вспомогательных перемещений (см. рис. 2).

Привод вращения шпинделя осуществляется от электродвигателя через поликлиновый ремень и сменные шкивы на выходном валу автоматической коробки передач АКП 109-32Р. С выходного вала посредством поликлинового ремня и шкивов вращение передается шпинделю, привод главного движения позволяет получить в одном цикле пять левых и три правых скорости шпинделя, торможение шпинделя, освобождение шпинделя, перевернутый диапазон правых и левых частот вращения шпинделя. Вспомогательный вал XI получает вращение от электродвигателя через червячную пару и зубчатые колеса. От вспомогательного вала получают движения: механизм подачи и зажима материала; револьверная головка; распределительные валы.

Вал механизма подачи и зажима прутка (см. рис. 2) с кулачковыми барабанами получает вращение от вспомогательного вала через зубчатые колеса 23, 24.

Подача и зажим материала происходит за один оборот муфты вспомогательного вала, т.е. за время Т = 0,5 с.

За один оборот вала XVIII последовательно производится взведение подающей цанги; раскрытие зажимной цанги; подача прутка до упора; закрытие зажимной цанги.

Механизм отбора готовых деталей представляет собой лоток, качающийся в зону резания под действием кулачка барабана, закрепленного на продольном распределительном валу XVI. Возврат лотка в исходное нерабочее положение происходит под действием пружины.

Поворот револьверной головки происходит от вспомогательного вала XI, через зубчатые колеса 29, 28, 27, конические шестерни 37, 38. Шестерня 38 связана с поводком мальтийского диска, который за полный оборот поворачивает мальтийский диск, а вместе с ним и револьверную головку на 1/6 оборота.

Продольное перемещение револьверной головки осуществляется от дискового кулачка К4 вала XIV через зубчатый сектор 36 и рейку 36.

Поворот револьверной головки на 1/6 оборота происходит за один оборот муфты распределительного вала, т.е. за время: Т_р.г. = 0,5 с.

Поперечный и продольный распределительные валы приводятся в движение от распределительного вала через зубчатые колеса 32, 31, 30, сменные зубчатые колеса e, h, k, f, g, l и червячные пары 33, 34, 39, 40.

От распределительных валов через дисковые кулачки К1, К2, К3. К4 происходит подача суппортов. Ригелями Р2, Р3 производится включение муфт вспомогательного вала. Ригели Р1 производят переключение командоаппарата. Полный цикл изготовления одной детали происходит за один оборот распределительного вала.

Схема кинематическая принципиальная

1.3 Последовательность включения приводов, режимы работы электроприводов

На автомате установлены трехфазные асинхронные электродвигатели:

главный привод шпинделя, привод насоса охлаждения, привод подачи, привод насоса смазки.

Последовательность включения двигателей, электромагнитных муфт, электромагнитов при выполнении определенных операций может быть представлена в виде циклограммы.

Пуск станка осуществляется кнопкой при этом включаются одновременно все четыре электродвигателя.

Выбор скорости движения рабочих органов выбирается установкой переключателей и штеккерами в штеккерной панели.

Автоматическая коробка передач АКП 109-32Р (конструкции ЭНИМС) обеспечивает 8 автоматических скоростей шпинделя попарным включением электро-муфт (5-ти левых и 3-х правых).

Включение электромагнитных муфт производится только в следующем порядке:

Муфты ЭМ 1 и ЭМ3 - левые высокие частоты вращения;

Муфты ЭМ 1 и ЭМ4 - правые высокие частоты вращения;

Муфты ЭМ 2 и ЭМ3 - левые низкие частоты вращения;

Муфты ЭМ 2 и ЭМ4 - правые низкие частоты вращения;

Во избежание поломок запрещается одновременное включение электромагнитных муфт ЭМ1 и ЭМ2.

2. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

.1 Расчет мощности электродвигателей, приводов механизма

токарный станок электродвигатель силовой

Привод шпинделя

Скорость резания

Где:

T = 60 мин - стойкость резца= 2 мм - глубина резания = 0,3 мм/об - подача

= 420= 0,15= 0,2= 0,2

= 1

 , x, y, m,  - коэффиценты выбираются по справочнику

Усилие резания

Где:

 = 300

 = 1= 1,0= 0,75= -0,15

 , , x, y,  - коэффиценты выбираются по справочнику =

Мощность резания

вращения шпинделя

Где: = 16 мм - наибольший диаметр обрабатываемой заготовки над станиной

Машинное время (время обработки)

Где:длина обработки

)

Нагрузочная диаграмма главного привода станка

Эквивалентая мощность

Двигатель выбирается по мощности.

Р_дв≥ 2,8 кВт

Где:

 - мощность потерь холостого хода

Где: ƞ = 0,8 - кпд передачи

Приво насоса охлаждения

Мощность двигателя насоса

Где: Q = 45=1,1атм

 =0,75

 =0,95,  =1,1

Привод подачи

2.2 Выбор питающего напряжения и рода тока

Силовые цепи станка предназначены для подключения к трехфазной сети переменного тока напряжением 380 В частотой тока 50 Гц.

Электромагнитные муфты, цепи управления и сигнализации питаются пониженным напряжением следующих значений:

цепь питания электромагнитных муфт - 24 В 88 В постоянный ток;

цепь управления - 110 В переменный ток, 12 В постоянный ток;

цепь местного освещения - 24 В переменный ток;

цепь сигнализации - 5 В переменный ток, 12 В постоянный ток.

Выбор типа электродвигателей и их проверка

Выбор электродвигателя привода шпинделя М1 и его проверка

По расчетной мощности выбирается двигатель из серии 4А. Для выбранного двигателя из справочника [3, с. 119].выписываются паспортные данные. 4А112МВ6УЗ-тип двигателя._н= 4 кВт-номинальная мощность._о=1000 об. / мин. -синхронная частота вращения._н=5,1%-номинальное скольжение

h_н=82 %-номинальной КПД

Сosφ=0,81-номинальный коэффициент мощности.

К₁=М_м/М_н=2,2 -кратность максимального момента.

К₂=М_n/М_н=2- кратность пускового момента.

К₃=М_мин/М_н=1,6- кратность минимального момента.

К₄=І_n/І_н=7,5- кратность пускового тока.

Номинальная частота вращения и номинальная скорость:

_н= n_о(1-S_н)

_н= 1000 (1-0,051) = 949( об/мин)

Номинальный, максимальный и пусковой моменты:

 Н×м

Номинальный статический момент

Т.к. М_с<М_м, то двигатель удовлетворяет условиям перегрузки, т.к. двигатель пускается вхолостую, он удовлетворяет условиям пуска.

2.3 Выбор электродвигателя привода подачи М3 и его проверка

По расчетной мощности выбирается двигатель из серии 4А. Для выбранного двигателя из справочника [3, с. 119].выписываются паспортные данные.

А80А4УЗ_н= 1,1 кВт

n_о= 1500 об / мин.

S_н = 6,7 %

h_н = 75 %

Сosφ = 0,81

К₁= 2,2

К₂= 2,0

К₃ = 1,6

К₄= 5

Номинальная частота вращения и номинальная скорость:

Номинальный, максимальный и пусковой моменты:

Номинальный статический момент

Т.к. М _с< М_м, то двигатель удовлетворяет условиям перегрузки, т.к. двигатель пускается вхолостую, он удовлетворяет условиям пуска.

2.4 Выбор электродвигателя насоса охлаждения М2 и его проверка

По расчетной мощности выбирается двигатель из серии 4А. Для выбранного двигателя из справочника [3, с. 119].выписываются паспортные данные.

АА56А2УЗ

АА56А2У3_н= 0,18кВт

n_о= 3000 об. / мин.

S_н = 8%

h_н = 66%

Cosφ = 0,76

К₁= 2,2

К₂= 2,0

К₃ = 1,2

К₄= 5

Номинальная частота вращения и номинальная скорость:

( об/мин)