Cải tạo hệ thống trang bị điện cho máy

®å ¸n tèt nghiÖp Bé m«n trang bÞ ®iÖn Sinh Viªn : §inh V¨n Hµ

Lêi nãi ®Çu

Trong ®iÒu kiÖn c«ng cuéc kiÕn thiªt níc nhµ ®ang bíc vµo thêi kú c«ng

nghiÖp ho¸ - hiÖn ®¹i ho¸ víi nh÷ng c¬ héi thuËn lîi vµ nh÷ng khã kh¨n th¸ch thøc

lín. §iÒu nµy ®Æt ra cho thÕ hÖ trÎ, nh÷ng ngêi chñ t¬ng lai cña ®Êt níc nh÷ng

nhiÖm vô n¨ng nÒ. §Êt níc ®ang cÇn søc lùc vµ trÝ tuÖ còng nh lßng nhiÖt huyÕt

cña nh÷ng trÝ thøc trÎ, trong ®ã cã nh÷ng kü s t¬ng lai.

Sù ph¸t triÓn nhanh chãng cña cuéc c¸ch m¹ng khoa häc kü thuËt nãi chung vµ

trong lÜnh vùc ®iÖn - ®iÖn tö - tin häc nãi riªng lµm cho bé mÆt cña x· héi thay ®æi

tõng ngµy. Trong hoµn c¶nh ®ã, ®Ó ®¸p øng ®îc nh÷ng ®iÒu kiÖn thùc tiÔn cña s¶n

xuÊt ®ßi hái nh÷ng ngêi kÜ s ®iÖn t¬ng lai ph¶i ®îc trang bÞ nh÷ng kiÕn thøc

chuyªn nghµnh mét c¸ch sau réng.

Trong khu«n khæ ch¬ng tr×nh ®µo t¹o kü s nghµnh tù ®éng ho¸ - cung cÊp

®iÖn; nh»m gióp cho sinh viªn tríc khi ra trêng cã ®iÒu kiÖn hÖ thèng ho¸ l¹i

nh÷ng kiÕn thøc ®· ®îc trang bÞ ë trêng còng nh cã ®iÒu kiÖn tiÕp cËn víi nh÷ng

m« h×nh kü thuËt chuyªn nghµnh cña thùc tiÔn trong s¶n xuÊt, ®ång thêi còng gióp

cho sinh viªn cã c¬ héi t duy ®éc lËp nghiªn cøu vµ thiÕt kÕ. Trêng §¹i Häc Kü

ThuËt C«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn tæ chøc cho sinh viªn tríc khi ra trêng lµm ®å ¸n

tèt nghiÖp - b¶n ®å ¸n tèt nghiÖp nµy ra ®êi trong hoµn c¶nh ®ã.

Thùc tiÔn trong c¸c xÝ nghiÖp c«ng nghiÖp hiÖn nay ®ang ®Æt ra vÊn ®Ò lµ ph¶i c¶i

t¹o, n©ng cÊp l¹i nh÷ng thiÕt bÞ vµ d©y truyÒn s¶n xuÊt cò theo quan ®iÓm lµ gi÷ l¹i

nh÷ng phÇn thiÕt bÞ ®· hoµn thiÖn hoÆc cßn phï hîp, c¶i t¹o vµ thay thÕ nh÷ng

phÇn ®· l¹c hËu hoÆc cã nhiÒu nhîc ®iÓm ®Ó cho ra nh÷ng thiÕt bÞ cã ®é hoµn thiÖn

cao. Khi ®a vµo s¶n xuÊt cho n¨ng suÊt vµ chÊt lîng s¶n phÈm cao. Dùa trªn nÒn

t¶ng ®ã b¶n ®å ¸n thiÐt kÕ hÖ thèng trang bÞ ®iÖn cho truyÒn ®éng ¨n dao cña m¸y

doa v¹n n¨ng 2620B tËp trung vµo gi¶i quyÕt, c¶i t¹o hÖ thèng trang bÞ ®iÖn cho

m¸y. B¶n ®å ¸n gåm 5 phÇn:

F PhÇn I: T×m hiÓu c«ng nghÖ cña m¸y

F PhÇn II: ThiÕt kÕ s¬ ®å nguyªn lý

É 4 Ê

®å ¸n tèt nghiÖp Bé m«n trang bÞ ®iÖn Sinh Viªn : §inh V¨n Hµ

F PhÇn III: TÝnh chän thiÕt bÞ

F PhÇn IV: X©y dùng ®Æc tÝnh tÜnh

F PhÇnV: X©y dùng ®Æc tÝnh qu¸ ®é - xÐt æn ®Þnh vµ hiÖu chØnh hÖ thèng

Trªn tinh thÇn lµm viÖc nghiªm tóc, víi nh÷ng lç lùc cao cña b¶n th©n néi

dung cña b¶n ®å ¸n ®îc x©y dùng trªn c¬ së nh÷ng tÝnh to¸n logic vµ khoa häc cã

tÝnh thuyÕt phôc cao. B¶n ®å ¸n ®îc tr×nh bµy mét c¸ch logic,gän nh»m gióp cho

ngêi ®äc dÔ hiÓu, c¸c sè liÖu ®îc lÊy tõ nh÷ng tµi liÖu cã uy tÝn. Tuy nhiªn, do kiÕn

thøc cßn h¹n chÕ, trong ph¹m vi thêi gian cã h¹n, lîng kiÕn thøc lín nªn b¶n ®å ¸n

kh«ng khái cßn nh÷ng khiÕm khuyÕt. Em mong nhËn ®îc sù gãp x©y dùng cña c¸c

thÇy còng nh bÌ b¹n ®Ó b¶n ®å ¸n ®îc hoµn thiÖn h¬n.

Trong qóa tr×nh lµm ®å ¸n em ®· nhËn ®îc sù gióp ®ì, híng dÉn, chØ b¶o

nhiÖt t×nh cña c¸c thÇy gi¸o còng nh sù gãp ý x©y dùng cña c¸c b¹n bÌ ®ång

nghiÖp. §Æc biÖt lµ sù gióp ®ì cña thÇy TrÇn Xu©n Minh c«ng t¸c trong bé m«n tù

®éng ho¸ cña trêng. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n sù gióp ®ì nµy.

T¸c gi¶ thiÕt kÕ

Sinh Viªn

§inh V¨n hµ

É 5 Ê

®å ¸n tèt nghiÖp Bé m«n trang bÞ ®iÖn Sinh Viªn : §inh V¨n Hµ

PhÇn i

giíi thiÖu c«ng nghÖ cña m¸y

É 6 Ê

®å ¸n tèt nghiÖp Bé m«n trang bÞ ®iÖn Sinh Viªn : §inh V¨n Hµ

I.1 chøc n¨ng - c«ng dông cña m¸y doa

I- chøc n¨ng vµ c«ng dông cña m¸y doa

M¸y doa thuéc nhãm m¸y c¾t gät kim lo¹i . Doa lµ mét ph¬ng ph¸p gia

c«ng chi tiÕt ,doa thuéc c«ng ®o¹n gia c«ng tinh ,nã gia c«ng c¸c lç ®· ®îc

khoan ,khoÐt, nh÷ng lç h×nh c«n, h×nh trô, c¾t ren. Ngoµi ra m¸y doa cßn cã thÓ

®îc dung ®Ó phay.

Da lµ mét ph¬ng ph¸p gia c«ng tinh nã cã thÓ ®¹t ®é bãng bÒ mÆt tõ ∇6-

∇9 vµ cÊp chinh x¸c tõ 4 - 2 hoÆc cÊp chÝnh x¸c 1.

II- ph©n lo¹i m¸y doa

M¸y doa lµ m¸y gia c«ng c¾t gät kim lo¹i . Trªn truyÒn ®éng chÝnh cña

m¸y cã thÓ g¸ mòi khoan hoÆc mòi doa, v× vËy m¸y cã thÓ gia c«ng th« ( khoan

,khoÐt c¸c lç h×nh c«n ,h×nh trô); cã thÓ gia c«ng tinh khi g¸ mòi doa.

§Æc ®iÓm cña m¸y doa lµ cã thÓ gia c«ng ®ång thêi nhiÒu lç cã trôc song

song hoÆc trôc th¼ng gãc víi nhau.

M¸y doa cã nhiÒu lo¹i kh¸c nhau víi kÝch cì , c«ng dông vµ møc ®é

chuyªn m«n ho¸ kh¸c nhau.

- NÕu ph©n lo¹i theo chøc n¨ng, c«ng dông cã thÓ ph©n ra :

+ M¸y khoan , khoÐt

+ M¸y doa

- Ph©n lo¹i theo chuyÓn ®éng :

+Doa ®øng: dao quay theo ph¬ng th¼ng ®øng

+Doa ngang: dao quay theo ph¬ng n»m ngang

- Ph©n lo¹i theo møc ®é trang bÞ ®iÖn :

+Lo¹i ®¬n gi¶n: thêng dïng ®éng c¬ K§B kh«ng cã ®iÒu chØnh tèc ®é vÒ

®iÖn.

+Lo¹i trung b×nh thêng dïng ®éng c¬ K§B ®iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch

thay ®æi sè ®«i cùc hoÆc dïng ddéng c¬ mét chiÒu nhng lµ hÖ thèng hë.

É 7 Ê

®å ¸n tèt nghiÖp Bé m«n trang bÞ ®iÖn Sinh Viªn : §inh V¨n Hµ

+Lo¹i phøc t¹p : dïng ®éng c¬ mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp ®iÒu khiÓn theo hÖ

kÝn hoÆc cã thÓ ®iÒu khiÓn theo ch¬ng tr×nh . §©y lµ lo¹i m¸y doa gia c«ng cã

®é chÝnh x¸c rÊt cao.

- NÕu ph©n lo¹i theo träng lîng cña m¸y ,ta cã:

+Lo¹i nhá : träng lîng cña m¸y nhá h¬n 10 tÊn

+Lo¹i trung b×nh :träng lîng cña m¸y tõ 10 - 100 tÊn

+Lo¹i lín: träng lîng m¸y lín h¬n 100 tÊn.

I.2 giíi thiÖu m¸y doa 2620B

I-Giíi thiÖu m¸y

1/ Chøc n¨ng cña m¸y

M¸y doa ngang 2620B n¨m trong nhãm m¸y c¾t got kim lo¹i thø ba,§©y lµ

lo¹i m¸y cã vay trß quan träng trong nÒn c«ng nghiÖp bëi v× nã lµ lo¹i m¸y

doa v¹n n¨ng . Lo¹i m¸y nµy cã hÖ thèng trang bÞ ®iÖn hiÖn ®¹i, nã cã thÓ gia

c«ng ®îc nhiÒu lo¹i chi tiÕt kh¸c nhau, kh¶ n¨ng c«ng nghÖ cña nã cã thÓ dïng

®Ó doa, khoan, khoÐt, phay víi c¸c nguyªn c«ng sau:

- Nguyªn c«ng doa: thêng doa c¸c lç h×nh c«n ,h×nh trô, c¸c mÆt ph¼ng vu«ng

gãc víi nhau cã ®é ®Þnh t©m cao.

- Nguyªn c«ng tiÖn: khi n¾p lìi dao tiÖn th× cã thÓ tiÖn trong ,c¾t mÆt ®Çu, c¾t

ren... Víi nguyªn c«ng c¾t ren th× truyÒn ®éng ¨n dao ®îc truyÒn tõ trôc

chÝnh.

-Nguyªn c«ng khoan: khi cÇn gia c«ng c¸c lç cã ®é ®Þnh t©m cao ta cã thÓ thùc

hiÖn trªn m¸y doa, nguyªn c«ng nµy thêng nÆng nÒ nhÊt.

- Nguyªn c«ng phay: phay mÆt ®Çu, phay mÆt ph¼ng, phay mÆt trong ,phay mÆt

ngoµi.

2/ C¶c truyÒn ®éng c¬ b¶n cña m¸y doa

a, TruyÒn ®éng chÝnh

TruyÒn ®éng chÝnh trong m¸y doa 2620B lµ truyÒn ®éng quay m©m g¸

dao, truyÒn ®éng nµy ®îc thùc hiÖn nhê ®éng c¬ K§B ro to lång sãc, thay ®æi

tèc ®é nhê thay ®æi c¸ch ®Êy d©y tõ ∆∆-YY

É 8 Ê

®å ¸n tèt nghiÖp Bé m«n trang bÞ ®iÖn Sinh Viªn : §inh V¨n Hµ

Tèc ®é cña trôc vµ m©m g¸ dao thay ®æi trong ph¹m vi réng cã cÊp nhê

hép tèc ®é Khi thay ®æi tèc ®é nÕu c¸c b¸nh r¨ng cha ¨n khíp ®éng c¬ ®îc

®ãng ®iÖn víi m« men nhá t¹o ®iªï kiÖn cho c¸c b¸nh r¨ng vµo ¨n khíp, truyÒn

®éng nµy cã nhiÒu cÊp tèc ®é nhê kÕt hîp c¶ hai ph¬ng ph¸p thay ®æi tèc ®é

b»ng ®iÖn vµ b»ng c¬ khÝ.

§éng c¬ chÝnh ®îc h·m ngîc sau khi Ên nót dõng hoÆc sau khi Ên nót

thö m¸y.

b, TruyÒn ®éng ¨n dao

Bao gåm c¸c truyÒn ®éng:

- ChuyÓn ®éng tÞnh tiÕn theo ph¬ng ngang.

-ChuyÓn ®éng sang tr¸i.

-ChuyÓn ®éng sang ph¶i

Ngoµi ra cßn cã chuyÓn ®éng cña bµn m¸y vµ ô m¸y theo hai chiÒu, c¸c

chuyÓn ®éng nµy ®îc truyÒn ®éng b»ng ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp

vµ nã lµ truyÒn ®éng quan träng nhÊt, phøc t¹p nhÊt trong m¸y doa víi nh÷ng

yªu cÇu vÒ c¸c th«ng sè chÊt lîng rÊt cao.

c, C¸c truyÒn ®éng phô

- TruyÒn ®éng di chuyÓn c¬ cÊu kÑp chi tiÕt, ®îc thùc hiÖn nhê ®éng c¬ K§B

ro to lång sãc.

- C¸c truyÒn ®éng b¬m níc, b¬m dÇu...

3- KÕt cÊu cña m¸y doa 2620B

a, Th©n m¸y

Lµ phÇn cè ®Þnh so víi bÖ m¸y, cã kÕt cÊu h×nh ch÷ U, hai ®Çu cã hai ô

b, ô chÝnh

N»m trªn th©n m¸y, cã thÓ chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn so víith©n m¸y. §éng

c¬ trôc chÝnh ®îc g¾n vµo th©n m¸y cïng víi hép tèc ®é, qu¸ tr×nh di chuyÓn ®-

îc thùc hiªn nhê trôc chÝnh hoÆc ®éng c¬ ch¹y dao .

c, ô trôc phô

É 9 Ê

®å ¸n tèt nghiÖp Bé m«n trang bÞ ®iÖn Sinh Viªn : §inh V¨n Hµ

N»m trªn th©n m¸y cã thÓ chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn nhê ®éng c¬ ¨n dao

hoÆc b»ng tay. Khi gia c«ng chi tiÕt cã ®ßi hái ®é chÝnh x¸c cao th× nã cã t¸c

dông gi÷ dao.

d, Bµn m¸y

§îc bè trÝ gi÷a hai ô, cã thÓ di chuyÓn ngang, däc, qua tr¸i, qua ph¶i.

4/ C¸c chÕ ®é vËn hµnh cña m¸y

a, M¸y doa ngang 2620B cã c¸c chÕ ®é vËn hµnh sau:

+TruyÒn déng ¨n dao nhê hai chÕ ®é vËn hµnh b»ng tay hoÆc tù ®éng.

+ Trong qu¸ tr×nh vËn hµnh cã thÓ thc hiÖn ch¹y nhanh bµn dao b»ng ph¬ng

ph¸p gi¶m tõ th«ng ®éng c¬. ChØnh ®Þnh to¹ ®é cña ô, trôc nhê hÖ kÝnh phãng

®¹i quang häc.

+§iÒu khiÓn m¸y nhê c¸c nót bÊm vµ tay g¹t, chóng ®îc bè chÝ trªn hai ô

m¸y.

b,C¸c th«ng sè kü thuËt cña m¸y

+§êng kÝnh trôc chÝnh D= 90 mm

+KÝch thíc bµn m¸y 900 - 1200 mm

+ §é dÞch chuyÓn däc cña bµn m¸y :1090 mm

+ §é dÞch chuyÓn híng t©m cña m©m cÆp :170 mm

+ Tèc ®é quay cña trôc chÝnh :12,5- 2000 V/p

+ M« men cùc ®¹i trªn trôc chÝnh :308 KN.m

+ Tèc ®é quay cña m©m cÆp: 80-200 V/p

+ Ph¹m vi ¨n dao cña bµn : 1,4 - 1110 mm/p

+ Pham vi ¨n dao cña ô : 1,4 - 1170 mm/p

+ Ph¹m vi ¨n dao cña m©m cÆp : 9,8 - 700 mm/p

+ Ph¹m vi ¨n dao cña trôc chÝnh : 2,2 - 1760 mm/p

+ Lùc ¨n dao cùc ®¹i cña trôc chÝnh : 1500 KN

+ Lùc ¨n dao cùc ®¹i cña ô : 2000 KN

+ Lùc ¨n dao cùc ®¹i cña bµn m¸y : 2000 KN

+ KÝch thíc lç doa lín nhÊt khi gia c«ng :

- B»ng trôc chÝnh :320 mm

É 10 Ê

®å ¸n tèt nghiÖp Bé m«n trang bÞ ®iÖn Sinh Viªn : §inh V¨n Hµ

- B»ng m©m cÆp :600 mm

+ KÝch thíc lín nhÊt khi tiÖn mÆt ®Çu :550 mm

+ Träng lîng lín nhÊt cña chi tiÕt gia c«ng :200 Kg

+ Träng lîng bµn m¸y : 1500 Kg

+ KÝch thíc m¸y :750 x 3000 x 3000 mm

+ §éng c¬ truyÒn ®éng chÝnh lµ ®éng c¬ K§B ro to lång sãc cã hai cÊp tèc

®é .

P®m =10 Kw

Tèc ®é ®Þnh møc : N®m = 1460 , 2890 (v/p)

+ §éng c¬ truyÒn ®éng ¨n dao lµ ®éng c¬ mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp.

II-C¸c yªu cÇu trang bÞ ®iÖn cho truyÒn ®éng ¨n dao cña m¸y doa 2620B

Trong m¸y doa ngang 2620B truyÒn ®éng ¨n dao lµ truyÒn ®éng phøc t¹p

nhÊt, nã ®ßi hái hÖ thèng trang bÞ ®iÖn cã møc ®é tù ®éng ho¸ cao. ë truyÒn

®éng nµy dïng ®éng c¬ mét chiªu kÝch tõ ®éc lËp, truyÒn ®éng nµy cã c¸c yªu

cÇu vÒ chØ tiªu chÊt lîng nh sau:

1, Ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é

TruyÒn ®éng ¨n dao cña m¸y doa ngang 2620B cã yªu cÇu ph¹m vi tèc

®é réng, d¶i ®iÒu chØnh ®îc ®Æc trng bëi hÖ sè:

D

n

n

= =

max

min

2000

1

2, §é tr¬n khi ®iÒu chØnh

V× m¸y lµm viÖc ë nhiÒu chÕ ®é gia c«ng kh¸c nhau nh doa lç cã ®êng kÝnh

lín th× cÇn tèc ®é nhá, cßn khi phay th× cÇn tèc ®é lín . §Ó ®¶m b¶o chÊt lîng

gia c«ng bÒ mÆt cã ®é bãng tõ ∇6- ∇9 th× tèc ®é ph¶i ®îc ®iÒu chØnh v« cÊp.

ϕ = =

n +

n

i

i

1

1

É 11 Ê

®å ¸n tèt nghiÖp Bé m«n trang bÞ ®iÖn Sinh Viªn : §inh V¨n Hµ

4,§é æn ®Þnh tèc ®é khi lµm viÖc

§Ó ®¶m b¶o duy tr× æn ®Þnh tèc ®é ®¹t møc chÝnh x¸c cao ngay c¶ khi

tèc ®é truyÒn ®éng chÝnh thay ®æi . Khi phô t¶i biÕn ®æi tõ 0 ÷ Mmax th× yªu

cÇu ®é sôt tèc ®é lµ:

∆n

n n

n

i dmi

i

=

−

≤ ÷

0

0

(3 5)%

4,Sù phï hîp gi÷a ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh vµ ®Æc tÝnh c¬

TruyÒn ®émg ¨n dao cña m¸y bao gåm c¸c chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn, nÕu

m« men c¶n MC do lùc kÐo ¨n dao qui ®Þnh th× nã ph¶i ®¶m b¶o phô t¶i cã m«

men M lín nhÊt.

NÕu yªu cÇu m« men M = const th× Mmax nµy ®îc x¸c ®Þnh bëi lùc ¨n

dao, bao gåm : lùc kÐo Fx ,tæn hao ma s¸t trªn gê trît cña m¸y.

Trong hÇu hÕt ph¹m vi ®iÒu chØnh ë vïng tèc ®é thÊp lùc ¨n dao bÞ h¹n chÕ bëi

chiÒu s©u c¾t do Fx kh«ng ®¹t tíi trÞ sè cùc ®¹i mµ phô t¶i vµo tèc ®é ¨n dao.

Mµ vïng tèc ®é cao, lùc ¨n dao cßn phô thuéc vµo c«ng suÊt cña truyÒn ®éng

chÝnh v× nh÷ng cÊp ¨n dao cùc ®¹i chØ sö dông víi c¸c cÊp tèc ®é chÝnh x¸c

cùc ®¹i, do ®ã cã thÓ dÉn tíi qu¸ t¶i vµ g©y nguy hiÓm cho truyÒn ®éng chÝnh.

MÆt kh¸c, còng víi cÊp tèc ®é nµy thêng dïng ®Ó gia c«ng tinh lªn lùc ¨n dao

kh«ng cÇn lín, nÕu cã kÓ ®Õn sù biÕn ®æi cña lùc ma s¸t trªn gê trît ¶nh hëng

tíi tèc ®é th× lùc kÐo bµn lµ Qn vµ ®îc biÓu diÔn nh h×nh vÏ sau :

É 12 Ê