Водічев В.А. (укл.) Методичні вказівки до вивчення курсу і завдання до контрольної роботи з дисципліни „Електрообладнання та електропривод металообробних верстатів - файл n1.doc

Водічев В.А. (укл.) Методичні вказівки до вивчення курсу і завдання до контрольної роботи з дисципліни „Електрообладнання та електропривод металообробних верстатів
Скачать все файлы (168 kb.)

Доступные файлы (1):
n1.doc168kb.19.02.2014 05:56скачать

n1.doc

Міністерство освіти, науки молоді і спорту України

ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ СИСТЕМ З КОМПЮТЕРНИМ УПРАВЛІННЯМ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО ВИВЧЕННЯ КУРСУ

і завдання

До контрольнОЇ РОБОТИ

З ДИСЦИПЛІНИ

„ЕЛЕКТРООБЛАДНАННЯ ТА ЕЛЕКТРОПРИВОД МЕТАЛООБРОБНИХ ВЕРСТАТІВ”

для студентів заочної форми навчання

спеціальностей 07.050702, 08.050702

«Електромеханічні системи автоматизації та електропривод»

Одеса, ОНПУ, 2012

Методичні вказівки до вивчення курсу і завдання до контрольної роботи з дисципліни «Електрообладнання та електропривод металообробних верстатів» для студентів заочної форми навчання спеціальностей 07.050702, 08.050702 «Електромеханічні системи автоматизації та електропривод»/Укл. В.А. Водічев - Одеса: ОНПУ, 2012. – 16 с.


Укладач В.А. Водічев

Доктор техн. наук, професор

  1. Загальні методичні вказівки


Метою вивчення дисципліни є підготовка майбутнього інженера до проектування і обслуговування систем сучасного промислового електропривода та електрообладнання.

Інженер, який працює у галузі електромеханічних систем автоматизації, у практичній діяльності часто стикається з питаннями розробки, експлуатації, монтажу і наладки сучасного електрообладнання електроприводу промислових механізмів. Одним з основних видів промислового обладнання є металообробні верстати. Використовувані на підприємствах верстати значно відрізняються за конструкцією, призначенням, габаритами, принципом дії, ступенем автоматизації. Для належного виконання технологічного процесу і виготовлення деталей з заданою формою розмірами та якістю поверхні характеристики електроприводів та електрообладнання верстатів мають задовольняти одні з найскладніших вимог. Тому задачею курсу електрообладнання та електроприводу металообробних верстатів є вивчення класифікації технологічних об’єктів управління металообробкою, типових структур технологічних процесів різання, вимог до електроприводу та електрообладнання металообробних верстатів, технічної реалізації електроприводу та елементів електрообладнання, в тому числі його сучасних видів, таких як електронні програмовані реле.

Головною формою вивчення курсу є самостійна робота з навчальними посібниками. Перед вивченням кожної теми необхідно ознайомитись з методичними вказівками, де вказано, на що потрібно звернути увагу.

Після вивчення курсу студент має виконати контрольну роботу, завдання до якої наведено у розділі 3 цих методичних вказівок. Форма підсумкового контролю – залік.


2. Методичні вказівки до тем

2.1 Тема 1. Призначення і класифікація верстатів і їх електрообладнання

Вказівки до вивчення теми

Групи і типи верстатів. Класифікація верстатів за ступенем універсальності, точності, габаритам, ступенем автоматизації. Умовні літерно – цифрові позначення верстатів. Призначення і склад електрообладнання верстатів.
2.2 Тема 2. Рухи у верстатах, швидкості і навантаження електроприводів

Вказівки до вивчення теми

Види рухів у верстатах. Робочі і допоміжні рухи. Швидкості і навантаження електроприводів. Кінематичні схеми приводів, розрахунок швидкостей і моментів навантаження двигунів.
2.3 Тема 3. Електроприводи верстатів токарної групи

Вказівки до вивчення теми

Технологічний процес точіння. Режими різання, розрахунок швидкостей і навантажень електроприводів робочих рухів токарних верстатів. Статичні і динамічні характеристики процесу точіння як об’єкту систем керування. Вимоги до електроприводів робочих рухів токарних верстатів. Зміна навантажень у функції швидкості приводів головного руху і подачі, діапазони регулювання швидкості. Системи електроприводів робочих рухів токарних верстатів. Вимоги до електроприводів робочих рухів карусельних верстатів. Електроприводи допоміжних рухів переміщення і закріплення траверси.
2.4 Тема 4. Електроприводи вздовжно - стругальних верстатів

Вказівки до вивчення теми

Режими різання, розрахунок швидкостей і навантажень електроприводів робочих рухів. Збільшення швидкості зворотного ходу стола для підвищення продуктивності. Тахограма електроприводу головного руху. Електропривод подачі, склад, принцип дії.

2.5 Тема 5. Електроприводи фрезерних верстатів

Вказівки до вивчення теми

Режими різання, розрахунок швидкостей і навантажень електроприводів робочих рухів. Вимоги до електроприводів робочих рухів, діапазони регулювання швидкості головного руху і подачі. Системи електроприводів робочих рухів фрезерних верстатів.
2.6 Тема 6. Електроприводи шліфувальних верстатів

Вказівки до вивчення теми

Режими різання, розрахунок швидкостей і навантажень електроприводів робочих рухів. Вимоги до електроприводів робочих рухів, діапазони регулювання швидкості головного руху і подачі. Системи електроприводів робочих рухів шліфувальних верстатів. Керування зворотно - поступальним рухом стола плоскошліфувального верстата. Електромагнітні закріплюючі пристрої.

2.7 Тема 7. Вибір двигунів робочих рухів верстатів

Вказівки до вивчення теми

Показники, за якими здійснюється вибір двигунів. Вибір потужності двигунів головного руху для спеціальних і універсальних верстатів. Врахування способу регулювання швидкості і припустимого навантаження двигуна за нагріванням. Розрахунок моментів двигуна подачі в різних режимах роботи.

3 Завдання і методичні вказівки до виконання контрольної роботи
3.1 Завдання 1

Розробити схему електропривода, який забезпечує зворотно-поступальний рух стола плоскошліфувального верстату. Керування рухом здійснити від електронного програмованого реле. Розробити схему з’єднань віртуальних електричних апаратів (програму) для електронного програмованого реле і описати послідовність роботи апаратів в схемі.
3.2 Методичні вказівки до виконання завдання 1

С
хема електрична принципова включення асинхронного двигуна приведена на рис. 3.1. Перед початком роботи уручну включають автоматичний вимикач QF1. Переміщення стола управо здійснюється при включенні пускача КМ1 і обертанні двигуна М1 в один бік, а вліво – при включенні пускача КМ2 і обертанні двигуна в інший бік (тепловий захист двигуна передбачений в пускачах).

На рис. 3.2. показано підключення до входів реле EASY електричних апаратів керування рухом. Рух стола верстата починається завжди з одного й того ж положення (наприклад, крайнього лівого). В автоматичному режимі початок руху забезпечується кнопкою «Пуск» SB1, закінчення руху – кнопкою «Стоп» SB2.

При розробці схеми передбачити, щоб при натисканні кнопки SB2 в будь-якому положенні стола, його рух продовжувався до того самого положення, з якого він почався, після чого двигун зупиняється. Для аварійної зупинки приводу в будь – якому положенні використовується кнопка SB3. В налагоджувальному режимі управління переміщенням стола здійснюється вручну від кнопок SB4 (управо) і SB5 (вліво). При переміщенні стола у крайнє праве положення замикається контакт кінцевого вимикача SQ2, а у лівому положенні - контакт SQ1. До релейних виходів Q1, Q2 програмованого реле підключені котушки пускачів КМ1, КМ2.

П
рограму для електронного програмованого реле студент розробляє самостійно, використовуючи її релейно-контакний аналог, що розглянуто в конспекті лекцій.


3.3 Завдання 2

Розробити схему електропривода допоміжних рухів переміщення і закріплення траверси карусельного верстата по команді оператора з автоматичним віджиманням її перед початком переміщення і закріпленням після закінчення переміщення. Керування рухом здійснити від електронного програмованого реле. Розробити схему з’єднань віртуальних електричних апаратів (програму) для електронного програмованого реле і описати послідовність роботи апаратів в схемі.
3.4 Методичні вказівки до виконання завдання 2

С
хема електрична принципова включення асинхронних двигунів закріплення траверси М1 і її переміщення М2 приведена на рис. 3.3.
Перед початком роботи уручну включають автоматичні вимикачі QF1, QF2. Закріплення траверси здійснюється при включенні контактора КМ1 і обертанні двигуна М1 в один бік, а віджимання – при включенні КМ2 і обертанні двигуна в інший бік. Досягнення необхідного зусилля при закріпленні контролюється по струму статора двигуна М1 за допомогою реле струму КА1. Під'їм траверси здійснюється при включенні контактора КМ3 і обертанні двигуна М2 в один бік, а опускання – при включенні КМ4 і обертанні двигуна в інший бік (елементи теплового захисту двигуна на схемі не показані).

На рис. 3.4. показано підключення до входів реле EASY кнопок управління підйомом SB1 і опусканням SB2 траверси, контактів кінцевих вимикачів, що обмежують переміщення траверси вгору SQ1 і вниз SQ2, кінцевого вимикача SQ3, що фіксує закінчення процесу віджимання траверси, а також підключення котушок контакторів КМ1-КМ4 до виходів реле.

П
рограму для електронного програмованого реле студент розробляє самостійно, використовуючи її релейно-контакний аналог, що розглянуто в конспекті лекцій.
3.5 Методичні вказівки до виконання завдань 1 і 2
При вивченні електронних програмованих реле використовувати навчальний посібник

    Андрющенко О.А., Водичев В.А. Электронные программируемые реле серий EASY и MFD-Titan. – Одеса: Автограф, 2006. – 235 с.

Мають бути вивчені наступні питання. Загальна характеристика реле. Функціональні можливості і основні параметри. Монтаж і умови експлуатації. Приєднання джерела живлення і цифрових входів. Приєднання вихідних ланцюгів. Меню програмованого реле. Етапи розробки програми. Конфігурація проекту. Схема з'єднань. Імітація. Установка зв'язку з пристроєм.

Функціональні реле і модулі:

I – вхід основного пристрою. Пристрої EASY мають, залежно від типу, 8 або 12 вхідних клем. Перебування сигналів на вхідних клемах можна відобразити в схемі з'єднань.

R – вхід пристрою розширення. Пристрої розширення EASY мають 12 вихідних клем.

Q – вихід основного пристрою. Пристрої EASY мають залежно від типу 4, 6 або 8 виходів.

S – вихід пристрою розширення. Пристрої розширення EASY мають залежно від типу 6 або 8 виходів кожне.

M – маркер. Допоміжне реле.

С – лічильник. При кожному позитивному фронті імпульсу на вході лічильника його вміст збільшується на одиницю. Можливо вводити нижні і верхні граничні значення як порівняльні величини, досягши яких буде замкнутий контакт в схемі. Рахункові модулі дозволяють ввести початкове значення вмісту лічильника.

Т – реле часу. Забезпечує можливість змінити період перемикання, час включення і виключення контакту. Можливий час затримки знаходиться між 5 мс і 99 год. 59 хв. Мінімальна інтервал зміни настройки часу складає 0,005 с.
Програмовані електронні реле призначені для заміни традиційних пристроїв електроавтоматики, побудованих на релейних і безконтактних логічних елементах. На відміну від останніх, які є спеціальними пристроями, що розробляються і виготовляються по індивідуальних проектах, програмовані реле універсальні. Вони створені шляхом злиття обчислювальної техніки, релейної безконтактної автоматики і циклового програмного управління технологічним устаткуванням. Для визначення послідовності відробітку етапів циклу управління в програмованих реле проводиться почерговий опит вхідних сигналів. Потім відповідно до заданої програми формуються сигнали на відповідних виходах і включаються ті виконавчі апарати, для яких на входах сформувалися необхідні логічні умови для їх включень.

Сімейство електронних програмованих реле німецької фірми Moeller, представлене в даний час серіями EASY500, EASY700, EASY800. Напруга живлення пристроїв можлива на постійному струмі: 12 В DC, 24 В DC і на змінному струмі: 24 В AC, 115/240 В АС. Напруга вхідних сигналів співпадає по вигляду і величині з вибраною напругою живлення. Вихідні ланцюги пристроїв на постійній напрузі можуть бути релейними або транзисторними, а пристроїв на змінній напрузі – тільки релейними.

Всі внутрішні функції реле реалізуються в програмній формі. По аналогії з відомими пристроями за програмними функціями зберігаються назви: таймери, реле часу, лічильники, компаратори і ін. Програма складається у вигляді малюнка електричної схеми, що містить вхідні ланцюги, контакти і котушки відповідних реле і ліній, що сполучають їх. Введення програми здійснюється від вбудованого пульта з клавіатурою і індикацією на рідкокристалічному дисплеї, від карти пам'яті, що зберігає програму, або від персонального комп'ютера (за допомогою програми EASY-SOFT). Введена програма може бути захищена за допомогою пароля. Пам'ять реле незалежна. При зникненні напруги і його подальшому відновленні, конфігурація схеми і настройки зберігаються. Всі пристрої мають можливості розширення входів-виходів і обміну даними з промисловими інформаційними мережами AS-Interface, PROFIBUS-DP, CANopen, DEVICENET. Реле EASY800 можуть бути об'єднані у власну інформаційну мережу EASY-NET, в яку можуть входити до восьми приладів, з пристроями розширення, що знаходяться на відстані до 1000м.

3.6 Завдання 3

Розрахувати кутові швидкості двигунів головного руху і подачі для двох ділянок обробки деталі з сірого чавуну. Методом еквівалентної потужності визначити номінальну потужність двигуна головного руху верстата.

Варіант завдання обрати із табл. 3.1. за останньою цифрою номера залікової книжки. Цифри 1, 3, 5, 7, 9 – варіант 1; Цифри 0, 2, 4, 6, 8 – варіант 2.
Таблиця 3.1 – Дані варіантів завдання

Варіант

Верстат

Довжина

першої

ділянки, мм

Довжина

другої

ділянки, мм

Глибина різання на першій ділянці, мм

Глибина різання на другій ділянці, мм

Подача на першій ділянці

Подача на другій ділянці

1

токарний

200

150

3

4

0,4 мм/об

0,2 мм/об

2

фрезерний

300

100

2

5

0,2мм/зуб

0,15мм/зуб


Для токарного верстата прийняти діаметр оброблюваної заготівки 100 мм.

Для обох варіантів завдання прийняти такі дані.

У приводі головного руху передаточне число коробки швидкостей дорівнює 2, а ККД – 0,9.

У приводі подачі передаточне число редуктора дорівнює 20, а крок гвинта – 10 мм.
3.7 Методичні вказівки до виконання завдання 3

Швидкості різання при обробці розраховуються за емпіричними формулами.

Для токарного верстата

,

Для фрезерного верстата


де tр,– глибина різання, мм;

Sо, Sz– подача, відповідно у мм/об чи мм/зуб;

В – ширина обробки, мм;

Dф – діаметр фрези, мм;

z – кількість зубів фрези;

Т – економічно вигідний період стійкості інструменту, хв.;

CV, xV, yV, m, K, qV, f— коефіцієнт і показники степеня, які залежать від оброблюваного матеріалу і інструменту, їх значення наведені у табл. 3.2.
Таблиця 3.2 – Дані для розрахунку швидкості різання

Показник

Значення для токарного верстата

Значення для фрезерного верстата

СV

106

27

qv




0,7

xv

0,2

0,5

yv

0,25

0,6

k




0,3

m

0,125

0,25

f




0,3

B, мм




50

Т, хв.

60

180

Z




6

DФ, мм




50


Потужність різання ( у кВт) розраховується за емпіричними формулами.

Для токарного верстата

.
Для фрезерного верстата

де Cр, x, y, q — коефіцієнт і показники степеня, які залежать від оброблюваного матеріалу і інструменту, їх значення наведені у табл. 3.3.
Таблиця 3.3 – Дані для розрахунку потужності різання


Показник

Значення для токарного верстата

Значення для фрезерного верстата

x

1

0,83

y

0,75

0,65

q

0

0,17

Cр

192

1,54


3.8 Завдання 4

Визначити можливість застосування в електроприводі подачі фрезерного верстата двигуна з даними, що наведені в табл. 3.4. Дані верстата обрати за табл. 3.5.
Таблиця 3.4 – Дані двигунів

Варіант

Номінальний момент, Нм

Максимальний момент, Нм

Номінальна швидкість, рад/с

Максимальна швидкість, рад/с

1

5,2

36

104,7

209,4

2

10,5

100

104,7

209,4

Таблиця 3.5 – Дані верстата

Варіант

Маса стола з деталлю, кг

Складова сили різання у напрямі подачі, Н

Передаточне число редуктора

Крок гвинта, мм

Прискорення стола, м/с2

1

5,2

36

104,7

209,4

0,15

2

10,5

100

104,7

209,4

0,2


Варіант завдання обрати із табл. 3.4, 3.5 за останньою цифрою номера залікової книжки. Цифри 1, 3, 5, 7, 9 – варіант 1; Цифри 0, 2, 4, 6, 8 – варіант 2.

Для обох варіантів завдання прийняти такі дані.

Коефіцієнт тертя у направляючих при русі 0,05, у покої 0,25.

ККД передачі – 0,94.

Приведений до валу двигуна момент інерції механічної частини 0,1 кгм2.
3.9 Методичні вказівки до виконання завдання 4

Для розв’язання задачі розрахувати чотири моменти двигуна у режимах:

  1. Робочої подачі;

  2. Швидкого переміщення;

  3. Зрушення з місця;

  4. Розгону з заданим прискоренням.

Діаграму припустимих моментів двигуна прийняти у вигляді, що наведено на рис. 3.5.

Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации