Модернизация существующей системы электроснабжения

  Аннотация

Загиров Ф.Ф. Модернизация электропривода подачи станка 16К20Т1.- Усть-Катав: У-КМТ,ЭМ4-98; 2012,77 Библиогр. список-8 наим.4 листа чертежей ф.А1.

 

            В данном дипломном проекте  обоснована необходимость замены гидропривода подач на электропривод серии КЕМРОН. Выполнен проверочный расчет двигателя по мощности. Произведен выбор силового согласующего трансформатора и проверка его по запасу напряжения для статического режима работы. Решены вопросы охраны труда, экологии, гражданской обороны. В связи с модернизацией электрооборудования, в экономической части, произведено сравнение базового и проектного вариантов,  рассчитаны экономические показатели.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оглавление

 

         Введение……………………………………………………………………..5

          1 Общая часть………………………………………………………………..8

         1.1 Назначение и технические характеристики станка 16К20Т1……….8

         1.2 Кинематическая схема станка………………………………………….10

          1.3Описание электрооборудования………………………..........................13

          1.4 Основные требования, предъявляемые к станочным приводам ……16

         1.5  Электроприводы подач………………………………………………..18

1.6 Обоснование модернизации……………………………………………19

2 Расчетная часть………………………………………………………........20

2.1 Выбор двигателя и преобразователя…………………………………..20

2.2  Назначение, технические  данные и устройство электропривода 

типа КЕМРОН

2.3 Расчет статических   характеристик   электропривода…………………36

3 Организация производства………………………………………………...47

3.1 Организация планово-предупредительного  ремонта………………….47

 3.2 Расчет трудоемкости затрат  на выполнение ремонтных работ………53

4. Экономическая часть………………………………………………………55

4.1 Расчет эффективности от  модернизации оборудования на станке…..57

4.2 Расчет эксплуатационных  затрат…………………………………………59

5 Техника безопасности……………………………………………………….61

5.1 Мероприятия по технике безопасности при монтаже электрооборудования………………………………………………………….61

5.2Противопожарные мероприятия………………………………………….66

Заключение…………………………………………………………………….75

Библиографический список литературы……………………………………76

Введение

  Технический уровень машиностроительного оборудования определяется следующими основными  показателями: гибкостью, производительностью, точностью, надежностью, удельной металлоемкостью и удельным энергопотреблением.

    Развитие в машиностроении прогрессивных технических средств, обеспечивающих значительное сокращение вмешательства обслуживающего персонала в процесс функционирования оборудования, требует создания и внедрения принципиально новых систем автоматизированного электропривода.

     Современные электроприводы базируются на широком применении специализированных электрических машин, силовой полупроводниковой техники, средств микроэлектроники.

     За последние годы произошли качественные изменения в номенклатуре и техническом уровне электроприводов, применяемых в станкостроении.

       Создаются и внедряются в машиностроительном оборудовании качественно новые электроприводы, построенные на базе двигателей постоянного и переменного тока. Принципиально новые решения в области автоматизированного электропривода позволяют существенно повысить эксплуатационные характеристики станков и машин.

        Разрабатываются и внедряются в ГПМ бесколлекторные электроприводы переменного тока с асинхронными двигателями для механизмов главного движения и вентильными (синхронными) двигателями для механизмов подачи станков и промышленных роботов с цифровыми и цифроаналоговыми регуляторами, с микропроцессорным управлением и развитой диагностикой, с энергонезависимой памятью. Это позволяет увеличить скорость резания в 2 – 3 раза; уменьшить время вспомогательных перемещений в 1,5 – 2 раза; сократить время поиска и устранения неисправностей в электроприводах в 3 – 5 раз; уменьшить время технического обслуживания приводов в 2 – 4 раза; повысить точность обработки в 1,5 – 2 раза; уменьшить массогабаритные показатели приводов в 1,5 – 2 раза.

  Новым подходом в области станочного электропривода является создание локально – распределительных электромеханических систем, представляющих собой унифицированные узлы ГПМ (поворотные и координатные столы, инструментальные головки, шпиндели и т.д.) со встроенными элементами двигателя и системы управления.

Основные  тенденции в развитии электромашиностроения:

– переход  от двигателей постоянного тока в регулируемых электроприводах к бесколлекторным специальным двигателям переменного тока асинхронным и синхронным (вентильным) двигателям;

– понижение  удельных массогабаритных показателей  двигателей путем применения новых  электротехнических и магнитных  материалов и специальной системы охлаждения;

– увеличение максимальной скорости двигателя, в  том числе создание высокоскоростных электромеханизмов;

– оснащение  двигателя особо точными датчиками  положения и другими компонентами, обеспечивающими работу механизмов станков с ЧПУ и ГПМ;

– повышение  эксплуатационных свойств двигателя  в части снижения уровня вибрации, снижения уровня шума, повышения степени  защиты двигателя от условий окружающей среды.

Особенностью  преобразователей практически всех электроприводов является применение силовых блоков (тиристорных или транзисторных), смонтированных в теплопроводящем изолирующем (не токопроводящем) корпусе, что позволяет монтировать их на едином охладителе (радиаторе). В системах управления широко применяются микросхемы средней и высокой степени интеграции, а также термостабильные элементы. С целью экономии производственных площадей, занимаемых электрооборудованием, наметились тенденции выполнения конструктивов преобразователей, вертикального исполнения с уменьшенной шириной преобразователя.

  Конструкция большинства преобразователей унифицирована по конструктивам на основе 19-й системы.

  Преобразователи выпускаются открытого исполнения (степень защиты IP00) и предназначены для встройки в электрошкаф.  В ряде электроприводов предусмотрены встраиваемые устройства диагностики.

    Наиболее совершенной является модульная конструкция преобразователя. Преобразователь для управления синхронными двигателями состоит из модуля питания (одного для всех осей) и отдельных осевых модулей. Модуль питания осуществляет выпрямление напряжения питающей сети и сглаживание пульсацией выпрямленного напряжения с помощью конденсаторов.  Осевой модуль осуществляет бесконтактную коммутацию обмоток статора в функции задающего сигнала и положения ротора.

    Современной тенденцией является применение микропроцессорной системы управления. Большинство преобразователей имеют развитую систему диагностики, возможность подключения к дисплейным устройствам с цифровым отображением информации по скорости, току, текущей координате положения механизма и другим параметрам. Преобразователи имеют интерфейсные устройства, обеспечивающие возможность  стыковки с цифровыми управляющими машинами, персональными компьютерами.     

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Общая часть

1. Назначение и технические характеристики станка 16К20Т1

 

Станок токарный с  числовым программным управлением  модели 16К20Т1 предназначен для выполнения  разнообразных токарных работ наружных  и внутренних поверхностей деталей тел вращения со ступенчатым и криволинейным профилем  в один или несколько проходов по  замкнутому автоматическому циклу  в условиях мелкосерийного и серийного производства.

На станке можно производить  наружное точение, растачивание, а также  нарезание резьбы при оснащении  станка соответствующей  системой ЧПУ. Форма образующих  обрабатываемого изделия: цилиндрическая, конусная и фасонная. Диапазон регулирования чисел оборотов шпинделя и подач позволяет производить обработку изделия, как из обычных  черных, цветных металлов, так и жаропрочных сталей.

Токарный станок мод. 16К20Т1 аналогичен по конструкции станку мод. 16К20Ф3, но оснащен 2-координатной контурной  оперативной системой числового  программного управления с УЧПУ Н22-1М с УШП.

  Система обеспечивает линейно-круговую интерполяцию и является замкнутой: перемещения рабочих органов по обеим координатам (X и Z) осуществляются с помощью следящих приводов подач с фотоимпульсными датчиками обратной связи.

Система ЧПУ станка – Н22-1М

Класс точности станков  – П ГОСТ 8-71.

Технические характеристики станка 16К20Т1 представлены  в таблице 1

 

 

 

 

 

 

Таблица 1 Технические характеристики станка 16К20Т1

Наименование параметров		Данные
1	2	3
Наибольший диаметр  обрабатываемого изделия,мм	Над станиной	500
	Над суппортом	220
Наибольшая длина обрабатываемого  изделия,мм		1000
Наибольшая длина  обработки,  мм		900
Конец шпинделя по ГОСТ 12593-72, м		6К
Диаметр прутка проходящего  через отверстие  шпинделя, мм		53
Размер центра в пиноли задней бабки по ГОСТ 13214-67	Конус Морзе	5
Число управляемых осей координат всего/управляемых		2/2
Предельное число оборотов шпинделя,об/мин.		12,5-2000
Число ступеней скоростей  шпинделя		24/12
Пределы рабочих подач,мм/об.	продольных	0,01-120
	поперечных	0,005-10
Скорость быстрого перемещения, мм/мин.	продольной	7500
	поперечной	5000
Пределы шагов резьб, мм		0,01.. 40,95
Дискретность отсчета  по осям координат, мм	продольной	0,010
	поперечной	0,005
Габариты станка,мм	длина	3700
	ширина	1700
	высота	2145
Масса станка,кг		3800

 

2. Кинематическая схема станка

 

От электродвигателя помещенного на стенке станины, вращение передается  клиновыми ремнями  на приводной шкив  автоматической коробки скоростей (далее АКС), которая  обеспечивает получение 12 чисел  оборотов выходного вала. С выходного вала АКС вращение передается  упругой муфтой на входной вал  шпиндельной бабки изделия. Шпиндель получает 36 ступеней скоростей вращения.

Кинематическая схема  главного движения станка представлена на рисунке 1.

Данные к кинематической схеме представлены в таблице 2

 

Таблица 2 Перечень к кинематической схеме

Куда входит	Позиция	Число зубьев зубчатых колес,мм	Модуль, мм	Ширина обода зубчатого  колеса, мм	Материал
1	2	3	4	5	6
Автоматическая коробка  скоростей АКС	1	47	3	27	Сталь 40Х ГОСТ 4543-71 HRC48-52
	2	47	3	27
	3	45	3	25
	4	45	3	25
	5	60	3	25
	6	30	3	54
	7	18	3	25
	8	72	3	25
	9	30	3	25
	10	48	3	27
Окончание таблицы 2
1	2	3	4	5	6
Автоматическая коробка  скоростей АКС	11	60	3	25	Сталь 40Х ГОСТ 4543-71 HRC48- 52
	12	60	3	25
	13	60	4	25
	14	56	3	25
	15	30	4	25
	16	24	4	26
	17	48	4	46
	18	24	4	40
	19	50	4	22
	20	50	3.5	52/32
Бабка шпиндельная	21	42	3,5	32
	22	30	4	50
	23	36	4	27
	24	14	4	29	Сталь 40Х ГОСТ 4543-71 HRC58-62
	25	30	4	49	Сталь 20Х ГОСТ 4543-71 HRC58-62
	26	48	4	22	Сталь 40Х ГОСТ 4543-71 HRC 50
	27	48	4	22
	28	48	4	49
	29	90	2	36
	30	40	2	15
	31	40	2	15