Введение.
Горизонтально-расточный станок 2620 предназначен для комплексной обработки сложных корпусных деталей из черных и цветных металлов. На станке производится сверление, зенкерование, развертывание отверстий, растачивание отверстий консольными и двух опорными оправками, фрезерование плоскостей (в том числе по прямоугольному контуру), нарезание резьб, обтачивание торцов и цилиндрических поверхностей с помощью радиального суппорта планшайбы. Расшифровка букв в модели: В - наличие задней стойки Г - без задней стойки
Наименование параметров |
Ед.изм. |
Величины |
Диаметр шпинделя |
мм. |
90 |
Внутренний конус шпинделя |
|
Морзе №5 |
Размеры рабочей поверхности стола: |
|
|
- длина |
мм. |
1130 |
- ширина |
мм. |
944 |
Наибольшие перемещения: |
мм. |
|
- бабки |
|
1000 |
- шпинделя |
|
710 |
- стола поперек/вдоль |
|
1000/1090 |
- суппорта планшайбы (радиально) |
|
170 |
Скорость вращения шпинделя |
об/мин |
12,5-1000 |
Количество скоростей вращения шпинделя |
|
22 |
Скорость вращения планшайбы |
об/мин |
8-200 |
Количество скоростей вращения планшайбы |
|
15 |
Наибольший крутящий момент на шпинделе |
|
308 |
Наибольший крутящий момент на планшайбе |
|
467 |
Диапазон подачи стола вдоль/поперек |
мм. |
1,4-1110 |
Диапазон подачи шпинделя |
мм. |
2,2-1760 |
Диапазон подачи радиального суппорта |
мм. |
0,88-700 |
Наибольшее усиление подачи: |
кг. |
|
- шпинделя |
|
1500 |
- бабки стола вдоль и поперек |
|
2000 |
- суппорта |
|
700 |
Наибольший рекомендуемый диаметр растачиваемого отверстия: |
мм. |
|
- шпинделем |
|
320 |
- суппортом |
|
600 |
Наибольший рекомендуемый диаметр обтачиваемого торца суппортом |
мм. |
530 |
Нарезаемые резьбы: |
|
|
- метрические(шаг) |
мм. |
1-10 |
- дюймовые |
число ниток на 1" |
4-20 |
Мощность главного двигателя
|
КВт |
10 |
Мощность двигателя масленого насоса |
КВт |
1,5 |
Максимальный вес обрабатываемого изделия |
кг. |
2000 |
Габаритные размеры станка: |
мм. |
|
- длина |
|
5700 |
- ширина |
|
300 |
- высота |
|
300 |
Масса станка |
кг. |
12 500 |
Принцип действия.
Назначение. Для управления и защиты ЭП универсального горизонтально-расточного станка среднего размера.
Принципиальная электрическая схема силовой цепи расточного станка.
Примечания:
1. Главное движение — вращение расточного шпинделя осуществляется от двухскоростного АД мощностью 10 кВт при 1460/980 об/мин.
2. Частоту вращения шпинделя можно изменять в пределах от 12,5 до 1600 об/мин с помощью коробки скоростей и переключения числа пар полюсов двигателя.
Основные элементы схемы
ДШ и ДН — приводные АД с короткозамкнутым ротором шпинделя и
насоса смазки.
РКС — реле контроля скорости шпинделя, для контроля торможения...
КН — контактор насоса.
КШВ1 и КШН1 — реверсивные контакторы шпинделя «вперед» и «назад».
КШМ — контактор шпинделя малой скорости, для подключения обмотки статора, соединенной в «треугольник».
КШБ1 и КШБ2 — контакторы шпинделя большой скорости, для подключения обмотки статора, соединенной в «двойную звезду».
КШВ2 и КШН2 — контакторы шпинделя «вперед» и «назад», для управления шпинделем при наладке.
РТ1 и РТ2 — реле тормозные, для подготовки цепей контакторов КШН2 и КШВ2 к торможению.
РВС — реле времени, для контроля времени разгона ДШ на малой скорости с переключением, по истечении времени, на большую скорость.
РПС — реле переключения скоростей.
ВК1, ВК2 — выключатели коробки скоростей, для переключения скоростей в шпиндельной коробке при остановленном двигателе.
Органы управления.
Кн.П и Кн.Н — кнопки выбора направления вращения шпинделя «вперед» и «назад».
Кн.С — копка «стоп», для полной остановки станка. Кн.Т-В и Кн.Т-Н — кнопки «толчок-вперед» и « толчок-назад» для управления ДШ при наладке.
ВК1 и ВК2 — выключатели коробки скоростей, механические, для переключения скоростей.
Режимы управления.
Полуавтоматический (основной) — от Кн.В, Кн.Н и Кн.С.
Ручной (при наладке) — Кн.Т-В и Кн.Т-Н.
Работа схемы.
Исходное состояние.
Поданы все виды питания (3 ~ 380 В и 1 - 220 В, 50 Гц), установлен режим работы на большой скорости (ВК1 и ВК2 — замкнуты). При этом, РПС ↑ — подготовится цепь РТ1 ↑ (РПС).
Схема готова к работе.
Примечание — Схема управления главным приводом представлена в упрощенном виде.
Пуск.
Кн.В ↑↓ — собирается цепь КШВ1
— готовятся цепи КН и КШН1.
КШВ1↑ — готовится силовая сеть ДШ для движения «вперед» (КШВ1:1..3), ^_7
— собирается цепь КН (КШВ1:4),
— блокируется цепь КШН1 (КШВ 1:5),
— готовится цепь РТ1 (КШВ1:6).
КН↑ — подключается к сети ДН и пускается (КН: 1...3),
— становится на самопитание (КН:4),
— собирается цепь КШМ и РВС (КН:5),
— блокируется цепь КШВ2 (КН:б).
КШМ| — подключается к сети ДШ (КШМ: 1... 3) на движение «вперед»,
— блокируется цепь КШН2 (КШМ:4).
РВС↑ — начат отчет времени работы на малой скорости работы ДШ.
Статорные обмотки (ДШ) соединены в «треугольник», идет разгон на малой скорости при вращении «вперед».
По истечении выдержки времени:
- размыкается цепь КШМ (РВС:1),
- собирается цепь КШБ1 (РВС:2),
-блокируется цепь КШН2 (РВС:3).
КШМ ↓ —кратковременно отключается от сети ДШ (КШМ:1…3),
— готовится цепь КШН2 (КШМ:4).
КШБ1↑ — подключается к сети ДШ на большой скорости (КШБ1:1...3),
— собирается цепь |КШБ2|(КШБ1:4).
КШБ2 ↑ — соединяются статорные обмотки ДШ в «двойную звезду» (КШБ2:1...2).
Двигатель шпинделя разгоняется на «двойной звезде» и выходит на естественную характеристику, вращаясь «вперед».
Во время пуска ДШ сработает РКС (РКС:1) и соберется цепь РТ1
РТ1↑ — блокируется цепь РТ2 (РТ 1:1),
— становится на самолитание (РТ1:2),
— готовится цепь КШН2 (РТ1:3).
Таким образом подготовлена цепь торможения на случай остановки или переключения скоростей.
Наладка.
Поворот шпинделя в нужное положение производится кратковременным нажатием «Кн.Т-В или Кн.Т-Н».
При этом КШВ2↑ или КШН2↑ на короткое время, достаточное для поворота шпинделя.
В цепь статора вводятся резисторы Rп, ограничивающие пусковой ток и обеспечивающие плавный пуск.
При наладочных режимах двигатель насоса смазки (ДН) не пускается.
Защита.
От токов КЗ
— силовая сеть двигателей (Пр. 1.. .6),
— цепи управления (Пр.7).
От перегрузки
—двигатель шпинделя (РТШ1, РТШ2),
—двигатель насоса (РТН1,РТН2).
Блокировки.
- цепей противоположного назначения (КШВ1 и КШН1, РТ1 и РТ2, КШВ2 и КШН2),
- возможность переключения скоростей в шпиндельной коробке только при отключенном двигателе (ВК1).
Питание.
3 ~ 380 В, 50 Гц — силовая сеть двигателей, 1 ~ 220 В, 50 Гц — цепи управления. Вывод
Система управления главным приводом универсального горизонтально-расточного станка обеспечивает:
- возможность вращения шпинделя в обоих направлениях,
- рабочий и наладочный режимы,
- одновременное включение приводов шпинделя и насоса смазки,
- возможность переключения скоростей в шпиндельной коробке,
- переключение числа пар полюсов у двигателя шпинделя,
- быструю остановку двигателя шпинделя при торможении противовключением,
- блокировки цепей противоположного назначения,
- защиту цепей от токов КЗ и двигателей — от перегрузок.
Принципиальная электрическая схема управления ЭП расточного станка.
Расчет нагрузки силового электрооборудования.
Найдем вращающий момент :
Определим номинальное скольжение :
Скольжение, соответсвующее критическому моменту :
Определим максимальный (критический) момент :
Пусковой ток :
Определим пусковой момент :
Определим ток, потребляемый электродвигателем из сети при номинальной нагрузке :
Определим мощность, потребляемую электродвигателем из сети при номинальной нагрузке :
Выбираем плавкий предохранитель:
Выбираем тип плавкого предохранителя ПР-2-60 с номинальным током предохранителя 60А и плавкой вставки 25А.
Ток уставок максимально-токовых расцепителей выбирается для асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором из следующего соотношения:
Ток уставок электротепловых реле принимается в зависимости от допустимой перегрузки двигателя по отношению к номинальному току двигателя:
На основании расчета выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором типа АИМР132М2У2, автоматический воздушный выключатель типа А-3720 на номинальный ток 100А, пускатель электромагнитный серии ПМЛ-21004 номинальное напряжение 380/500В. Для защиты двигателя от перегрузки выбираем тепловое реле ТРН10, номинальный ток 50А, кнопки управления КУ700/2.
По таблице исходя из номинального тока двигателя определяем сечение жилы для кабелей с тремя медными жилами с резиновой и пластмассовой изоляцией: S=2,5 мм2 с током 35А.
Определяем марку кабеля ВВБГ (с резиновой или пластмассовой изоляцией и оболочкой, применяемой при опасности механических повреждений при эксплуатации). Прокладка в помещениях (тоннелях), каналах, шахтах, коллекторах, производственных помещениях и др.: сухих, сырых, частично затапливаемых.
Алгоритм работы оборудования.
Логические схемы описывают последовательность операций в порядке их выполнения. Каждой операции соответствует определенный оператор, после исполнения которого осуществляется переход к следующему оператору.
Структурные логические выражения для выходных и промежуточных переменных.
Присвоим буквенные обозначения для входных переменных:
Кн.С=а1 Кн.В=а2
Кн.Н=а3 ВК1=а4
ВК2=а5 РКС:1=а6
РКС:2=а7 Кн.Т-Н=а8
Кн.Т-В=а9 РПС=а10
РТН=а11
РТш=а12
Присвоим буквенные обозначения для выходных переменных:
КШВ1=в КН=с
КШН1=d КШМ=е
КШБ1=f КШБ2=g
КШВ2=h КШН2=i
Присвоим буквенные обозначения для промежуточных переменных:
РВС=Р1 РТ1=Р2
РТ2=Р3
Выражения для выходных переменных:
Выражения для промежуточных переменных:
Минимизация фал.
Перевод выражения к виду СДНФ.
Построение карты Карно.
-
000
001
011
010
110
111
101
100
00
0
0
0
0
0
1
0
0
001
0
0
0
0
0
0
0
0
11
0
0
0
0
0
0
0
0
10
0
0
0
0
0
1
0
1
По карте Карно производим минимизацию ФАЛ.
По полученным выражениям построим структурную схему управления.
Структурная схема управления.
Преобразование ФАЛ к виду 2И-НЕ и 2ИЛИ-НЕ.
Штрих Шеффера:
Стрелка Пирса:
Штрих Шеффера:
Стрелка Пирса
Штрих Шеффера:
Стрелка Пирса:
Штрих Шеффера:
Стрелка Пирса:
Штрих Шеффера:
Стрелка Пирса:
Штрих Шеффера:
Стрелка Пирса:
Штрих Шеффера:
Стрелка Пирса:
Штрих Шеффера:
Стрелка Пирса:
Штрих Шеффера:
Стрелка Пирса:
Штрих Шеффера:
Стрелка Пирса:
Штрих Шеффера:
Стрелка Пирса:
Построение структурной схемы преобразованной ФАЛ.
Выбор микросхем.
Выбираем микросхемы типа: К561ЛЕ5 – четыре логических элемента 2 или-не.
Вход 1,5,8,12 |
Вход 2,6,9,13 |
Выход 3,4,10,11 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
Iпот=0,5мкА
Iвх=1мкА
Iвых=0,3мкА
Общее количество: 29 штук.