Материал: Токарно-револьверный автомат модели 1М116

Циклограмма работы электроприводов и цепи управления

.10 Разработка и описание схемы электрической соединений

Схемы соединений и подключений необходимы для выполнения монтажа электроустановок. Схемы соединений определяют все электрические соединения в электрических устройствах, входящих в состав монтируемой установки, а схемы подключения показывают внешние соединения между этими устройствами. На схемах соединений электрических устройств обязательно показывают выводы входящих в них аппаратов и приборов, отображая их расположение и нумерацию.

Схема электрическая соединений токарно-револьверного автомата модели 1М116:

Защита силовых цепей при коротких замыканиях осуществляется автоматическим выключателем и предохранителями. Цепи управления и местного освещения защищены предохранителями, цепь сигнальной лампы резистором. Все электродвигатели, кроме электродвигателя, который работает кратковременно, защищены от длительных перегрузок тепловым реле.

На станке предусмотрены блокировки, при попытке включить шпиндель станка при поднятом ограждении патрона или поднять ограждение патрона при вращающемся шпинделе, электродвигатель главного движения отключается и шпиндель останавливается. Блокировка осуществляется выключателем. При освобождении шпинделя все электромагнитные муфты в коробке скоростей выключены.

Защита трансформаторов и цепи управления от короткого замыкания осуществляется автоматическими выключателями.

Тепловые реле защищают двигатели от перегрузок.

Плавик предохранители защищают от коротких замыканий цепи постоянного тока.

3. ИНДИВИДУАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

.1 Анализ существующей системы управления механизмом

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

По роду тока применяется электропривод переменного тока.

На станке установлен электропривод с асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором. Они надежны, просты в эксплуатации, дешевы, обладают высокими энергетическими показателями. Недостатком таких двигателей является сложность регулирования частоты вращения.

Для управления приводом в данном станке применяется коробка скоростей типа АКП09-32Р которая сложна в ремонте и дорога в обслуживании.

.2 Модернизация электрооборудования

В качестве варианта модернизации предлагается произвести замену коробки скоростей на частотный преобразователь.

Выбран частотный преобразователь HYUNDAI N700Е-055HF

Характеристика частотного преобразователя HYUNDAI N700E-055HF

Пылевлагозащита IP20

Мощность двигателя, не более 5,5(кВт)

Номинальный ток двигателя, не более (А)

Номинальное входное напряжение (В)3-фазы 380-480В (±10%) 50/60 Гц

Номинальное выходное напряжение (В)3-фазы 380-480В (Соответствует входному напряжению)

Диапазон выходных частот (Гц)0,1 - 400 Гц

Точность частоты Цифровая установка: ±0.01% от максимальной частоты, аналоговая : ±0.1%(25±10°C)

Разрешение по частоте Цифровая установка: 0.01 ГЦ, Аналоговая установка : макс. частота / 1 000

Метод управления ШИМ система модуляции пространственного вектора

Характеристика напряжение/частота

Вольт./частотное управление (постоянный вращающий момент, сниженный вращающий момент), свободное вольт/частотное управление, свободное управление напряжение/частота, безсенсорный векторный контроль

Цифровой интерфейс/протокол

порт RS485/ Modbus

Перегрузочная способность150%/ 60 сек

Пусковой вращающий момент150% при 0,5 Гц

Динамическое торможение (кратковременное)

Время ускорения/замедления

.1~3600. сек (линейные/нелинейные значения установки)

Торможение постоянным током

Торможение активируется при заданной частоте или при подаче внешнего управляющего сигнала (Мощность торможения, время, частота программируются произвольно).

ПИД-управление

ПИД-регулятор встроен

Дистанционное управление

. Съёмная панель управления, вынос 1,5 - 3 метра

. Цифровой оператор OPE-N7 с функцией копирования (опционально), вынос 1,5 - 3 метра

. Клеммы цепи управления

. Порт RS485 (RJ45)

Аналоговая входная команда

Входное напряжение: пост.тока 0 ~ +10В, -10 ~ +10В (Входное сопротивление 10 Ом), Входной ток: 4~20мA (входное сопротивление 250 Oм)

Микропроцессорный аналоговый выход

Температура окружающего воздуха

... +50 °С (при +40°С задавайте несущую частоту менее 2 кГц)

Влажность окружающего воздуха

Относительная влажность 90% или менее (при отсутствии конденсата)

Температура хранения

~ 60 °С

Вибрация

.9 м/сек2( 0.6G), 10 - 55 Гц (определена методом проверки JISC0911)

Окружающая среда

Подлежит использованию в помещении (в котором отсутствует коррозийные и легковоспламеняющиеся газы, масляный туман, пыль и грязь)

Спецификация питания подаваемого на инвертор

a. Колебание напряжения не более ±10%.

b. Перекос фаз не более ±3%.

c. Отклонение частоты не более ±4%.

d. Коэффициент гармоник ТНД (общее гармоническое искажение) =10% или менее.

Габариты, ВхШхГ (мм)

х210х168

Вес, 5,8кг

3.3 Эффективность модернизации

При модернизации замены коробки скоростей на частотный преобразователь

плавное регулирование скорости вращения электродвигателя что значительно упрощает управляемую механическую систему, повышает ее надежность и снижает эксплуатационные расходы

обеспечивает плавный без повышенных пусковых токов и механических ударов разгон, что снижает нагрузку на двигатель и связанные с ним передаточные механизмы, увеличивает срок их эксплуатации

встроенный микропроцессорный регулятор позволяет реализовать системы регулирования скорости управляемого двигателя и связанных с ним технологических процессов.

обратная связь системе с частотным преобразователем обеспечивает качественное поддержание скорости двигателя при переменных нагрузках и других возмущающих воздействиях

сберегает электроэнергию устранением неоправданных ее затрат, которые имеют место при альтернативных методах регулирования

4. ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ОБСЛУЖИВАНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ МЕХАНИЗМА

.1 Пусконаладочные работы

Первоначальный пуск. При первоначальном пуске автомата необходимо, прежде всего, проверить надежность заземления и качество монтажа электрооборудования внешним осмотром.

Отключить провода питания всех электродвигателей.

При помощи вводного автоматического выключателя подключить автомат к сети.

При помощи кнопок и переключателей проверить четкость срабатывания магнитных пускателей и реле.

Отключить автоматический выключатель.

Подключить провода питания электродвигателей.

Описание работы. Перед началом работы убедиться, что все автоматические выключатели включены. Автоматическим выключателем Г1 электрооборудование автомата подключается к сети, загорается сигнальная лампочка. Подается питание на цепи управления, включаются реле К8 и К9.

Режим наладки. При наладке в соответствии с картой наладки устанавливается:

- направление вращения шпинделя переключателем;

- скорости шпинделя, его торможение и освобождение переключателями;

- включение и отключение двигателя привода дополнительных устройств штекерами на штекерной панели;

Командоаппарат, при необходимости, вручную устанавливается в исходное положение. Кратковременное включение автомата производится толчковой кнопкой на пульте управления. При кратковременной включении автомата необходимо убедиться в работе смазки и отсутствии заеданий.

(После проведения наладочных операций автомат работает в автоматическом цикле).

.2 Возможные неисправности в работе схемы управления и мероприятия по их устранению

Таблица 6 - Характерные неисправности и методы их устранения[2, с. 74]

5. ОХРАНА ТРУДА

.1 Техника безопасности при эксплуатации и обслуживании электрооборудования механизма

Чаще всего электротравмы возникают при случайных прикосновениях к токоведущим частям, находящимся под напряжением, или к конструктивным металлическим частям электрооборудования (корпус, кожух и т.п.) при повреждении электроизоляции. Человек начинает ощущать действие тока начиная с 0,6-1,5 мА (миллиампер), а при токе 10-15 мА судорожное сокращение мышц не позволяет ему самостоятельно отключить цепь поражающего его тока. Ток силой в 50- 60 мА поражает органы дыхания и сердечно-сосудистую систему.

Для уменьшения опасности поражения током применяют ряд мер, основными из которых являются: защитное заземление; зануление; изоляция токоведущих частей; применение пониженного напряжения; применение изолирующих подставок, резиновых перчаток и т.п.

Опасность поражения электрическим током резко увеличивается при наличии повышенной влажности, высокой температуры, технологической пыли и др. В зависимости от этого помещения, в которых устанавливается электрооборудование подразделяют на сухие (температура 27-30 °С и влажность до 60 %), влажные (не более 75 %), сырые (выше 75 %), особо сырые (около 100 %) и жаркие (длительное время более 30-35 °С).

Большое влияние на условия безопасности труда в помещениях с электрооборудованием оказывает особенность строительного материала полов. Особую опасность представляет пол с достаточно высоким сопротивлением (деревянный, асфальтовый) и меньшую опасность - пол с более низким сопротивлением (бетонный, каменный).

По степени опасности различают следующие производственные помещения:

·              особо опасные (очень сырые или с химически активной средой);

·              с повышенной опасностью (влажные или с токопроводящей пылью, токопроводящим полом, высокой температурой, большим количеством заземленного оборудования);

·              без повышенной опасности (не имеющие указанных выше признаков).

Для защиты персонала от возможности поражения электрическим током при выполнении включений и отключений, осмотрах высоковольтных установок и других операциях обязательным является применение слесарно-монтажного инструмента с изолированными ручками, изолирующих подставок, резиновых ковриков, обуви и перчаток.

Поражения электрическим током можно разделить на два вида: электрический удар и электрическая травма. Электрический удар происходит при относительно небольшом токе и сравнительно длительном (несколько секунд) времени его протекания. Возникновение электрического удара начинается с судорожного сокращения мышц и может закончиться смертельным исходом при параличе сердца.

Электрические травмы представляют собой поражения внешних частей тела (ожоги, электрические метки, электрометаллизация кожи, поражение глаз под воздействием лучистой энергии электрической дуги). При электрических травмах требуется оказание квалифицированной медицинской помощи. В случае электрического удара надо срочно освободить пострадавшего от воздействия электрического тока. При обморочном состоянии пострадавшему необходимо оказать первую помощь до прибытия врача: освободить его от стесняющей одежды, дать понюхать нашатырный спирт, открыть окна. При необходимости применяется искусственное дыхание (методы искусственного дыхания изучаются на занятиях по охране труда и технике безопасности).

5.2 Устройства, применяемые на механизме для обеспечения безопасности работ

Зануление - соединение корпусов электрических машин и аппаратов, которые могут оказаться под напряжением, не с землей, а с заземленным нулевым проводом. Это приводит к тому, что замыкание любой из фаз на корпус аппарата или машины превращается в короткое замыкание этой фазы с нулевым проводом. Ток короткого замыкания вызывает срабатывание защиты, и поврежденная установка отключается. Нулевой провод не должен иметь предохранителей и выключателей.

Кожух гитары;

Ограждение патрона;

Ограждение зоны резания;

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном дипломном проекте осуществлен расчет и выбор электрооборудования для токарно-револьверного автомата модели 1М116. Автомат предназначен для токарной обработки деталей из калиброванного прутка диаметром до 16 мм в автоматическом цикле в условиях массового и серийного производства.

Проведя анализ последовательности работы станка было выявлено, что привод шпинделя, привод насоса охлаждения и привод подачи автомата работают в повторно-кратковременном режиме.

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.

По данным расчёта и требованиям выбраны двигатели: Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором 4А112МВ6УЗ - привод шпинделя, 4А80А4У3 - привод подачи, 4АА56А2У3 -привод насоса охлаждения.

Для выбранных двигателей рассчитаны и построены естественные механические характеристики. Выбрана аппаратура защиты и управления. Провод ПВ3 4(1x2,5); защитная аппаратура: предохранители марки ПР 2, автоматический выключатель АЕ 2036,АЕ 2016, АЕ 2016 тепловое реле РТЛ; аппаратура управления: магнитный пускатель ПМЛ 1100, трансформатор ОСМ-0,16 380/5- 29, ОСМ-0,16 380/5- 22- 110/12,ОСМ - 0,16 380/5- 22-110/24

Приведена разработка и приведено описание работы схемы управления.

Пуск автомата производится нажатием кнопки SB5 . При этом замыкается цепь питания катушек КМ1 и КМ2 , которые включаются и присоединяют двигатели М1..М4 к сети. Автомат начинает работать. При работе автомата установленные на барабане распределительного вала переключают командоаппараты. При этом в соответствии с установкой переключателей В1-В2 и штеккерами в штеккерной панели Х31-Х38 производится переключение скоростей шпинделя.

После окончания материала срабатывает конечный выключатель SQ10, который выключает автомат. Выключение автомата так же производится нажатием кнопки SB3.

Рассмотрена циклограмма работы электроприводов и цепи управления. Разработана и описана схема электрическая соединений, схема расположения. Выполнен анализ электропривода и систем управления им. В качестве модернизации мною предложен частотный преобразователь марки HYUNDAIN700E-055HF для двигателя М1. Приведены пусконаладочные работы, возможные неисправности в работе схемы управления и мероприятия по их устранению.