Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования “ГОРНОЗАВОДСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ”
Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)
Курсовая работа

Электрооборудование горизонтального консольно-фрезерного станка
 

 

 

Выполнил: 

Студент группы ТЭ-303 

Зеленин Александер С.

Руководитель работы: 

 Девятых А.В
 

 


Горнозаводск 2023

    Введение

1. Назначение и общая характеристика электрооборудования

 проектируемого станка

2. Расчетная часть

2.1. Расчет мощности электродвигателей и их выбор

2.2. Проверочный расчет и выбор пускозащитной аппаратуры

2.2.1. Расчет и выбор магнитного пускателя

2.2.2. Расчет и выбор тепловых реле

2.2.3. Расчет и выбор автоматических выключателей

2.2.4. Расчет и выбор проводов для электродвигателей

2.3. Схема управления станка

3. Организационно-техническая часть

3.1. Принцип действия электропривода станка

3.2. Подготовка к включению электрооборудования в работу

4.Охрана труда и противопожарные мероприятия

Список используемой литературы

Введение


Рисунок 1
К ривошипный пресс используется для штамповки разнообразных деталей. Это установка, имеющая кривошипно-ползунный механизм. Движение вращательного привода преобразуется в поступательное движение ползуна, благодаря чему функционирует пресс.

Кривошипные валы производят из термически обработанной стали 40ХНМА, 40ХН и 45. Бывает, что поверхность стали иногда подвергают роликовой накатке или закалке. Все это делается для того, чтобы придать надежность рабочим валовым шейкам и сделать их прочными. Валы пресса вращаются в подшипниках скольжения, из бронзы делают их вкладыши.

Рабочим инструментом данного пресса является штамп (пуансо́н). В своем составе он имеет две части: подвижную (прикрепляется к ползуну устройства) и неподвижную (монтируется к столу). За один оборот шатуном пресса осуществляется полный ход. В этот момент производится штамповка (ползун движется вперед). Усилие пресса создается благодаря крутящему моменту. В свою очередь, крутящий момент становится возможным за счет электропривода. Привод состоит из двигателя, зубчатой понижающей передачи, тормозов, муфты включения и маховика. Электродвигатель вращает маховик, а за счет инерционной силы на кривошипном валу создается крутящий момент. Такой пресс может функционировать как по схеме одиночных ходов (муфта отключается после каждого полного хода), так и в автоматическом режиме (муфта постоянно включена).

---

Ход ползуна и количество этих ходов, номинальное усилие, габариты стола определяют технологические характеристики кривошипного пресса. Он может быть разной конструкции, каждой осуществляется определенный вид штамповки.

Кривошипный пресс для разных операций листовой и объемной штамповки является устройством общего назначения.

Прессы общего назначения могут быть:

• 
  однокривошипными (простого закрытого/открытого действия);
  
• 
  двухкривошипными (закрытого/открытого действия).
  

У открытого кривошипного пресса имеется свободный доступ в штамповое пространство с трех сторон (спереди и бока). Такой пресс может быть наклоняемым и ненаклоняемым.

Наклоняемый пресс имеет вид сборного основания и стоек, выполненных одним целым. Чтобы облегчить процесс удаления отштампованного изделия, стойки можно наклонять. В этом прессе от электродвигателя маховик получает движение с помощью клиноременной передачи. Для изготовления ненаклоняемого кривошипного пресса открытого вида используется литая цельная станина. Привод от электродвигателя в таком прессе происходит за счет клиноременной и зубчатой передач.

Классификация

• 
  Кривошипные прессы для объёмной штамповки:
  
• 
  горизонтально-ковочные машины,
  
• 
  холодновысадочные автоматы,
  
• 
  чеканочные прессы,
  
• 
  горячештамповочные и специальные прессы.
  
• 
  Кривошипные прессы для листовой штамповки:
  

Прессы простого действия — предназначаются для вырубки, гибки, неглубокой вытяжки и имеют один ползун

Прессы двойного действия — такие прессы имеют два ползуна: наружный, служащий для вырубки и прижима заготовки, и внутренний — для вытяжки.

Прессы тройного действия — имеют три ползуна. На них выполняют особо сложную вытяжку.

1. 
   Назначение и общая характеристика электрооборудования
   

В кривошипно-шатунном прессе принцип работы заключается в преобразовании поступательных движений во вращательные. Для изготовления кривошипно-шатунных механизмов всегда используется закаленная сталь, обладающая наивысшим качеством. Рабочие поверхности дополнительно подвергаются закалке и роликовой накатке. Именно поэтому любой кривошипный пресс обладает высокой прочностью и надежностью валовых шеек. Для вращения валков используются подшипники скольжения, оснащенные вкладышами из бронзы

---

2. 
   Расчетная часть
   

2.1. Расчет мощности электродвигателей и их выбор


Д ано: Вариант 9 (таблица 1)

А= 90*10³

N= 10 ходов/мин

t_i=2

M_o=50 H*m

ω_p=67 р/с (n_p=760 об/мин)
Определим мощность ЭП по формуле:





где

P_др - расчетная мощность ЭП, кВт; -

P_р расчетная мощность удара, кВт;

М_р - расчетный момент удара, Нм;

М₀ момент ХХ механизма, Нм;

М₁ - максимальный момент на валу ЭД при пиковой нагрузке, Нм; to и ti время ХХ механизма и продолжительность пиковой нагрузки действительная, с;

ω- угловая скорость ЭП при ударе, р/с; А - работа, затрачиваемая на один удар, Дж.

Выбирается АД согласно условия: Рд.ном≥Рдр и проверяется по перегрузке: М1 ≤ 0,85 м Мному

где

М_ном - номинальный момент выбранного ЭД, кВт;

- перегрузочная способность по моменту, отн. ед.

б) Для ЭД кузнечно-прессовых механизмов (КПМ) определяющим фак- тором является динамическая устойчивость при перегрузке.

Возможны следующие характерные случаи проверки выбранного ЭД на динамическую устойчивость.

• Методика расчета

а) Определяется мощность ЭП:

Рдр = К, Р, К, Мр 103; М = М Moto M₁ t +1 to

t₁

где

др расчетная мощность ЭП, кВт;

Pp расчетная мощность удара, кВт; Мр - расчетный момент удара, Нм;

Мо момент ХХ механизма, Нм; M₁ - максимальный момент на валу ЭД при пиковой нагрузке, Нм;

to u t - время ХХ механизма и продолжительность пиковой нагруз- -

ки действительная, с;

- угловая скорость ЭП при ударе, р/с; А - работа, затрачиваемая на один удар, Дж.

Выбирается АД согласно условия: Раном≥Рдр и проверяется по перегруз-

ке: М1 ≤ 0,85-2м Мному

Мном - номинальный момент выбранного ЭД, кВт;

где

- перегрузочная способность по моменту, отн. ед.

б) Для ЭД кузнечно-прессовых механизмов (КПМ) определяющим фак-

---

тором является динамическая устойчивость при перегрузке. Возможны следующие характерные случаи проверки выбранного ЭД на динамическую устойчивость.

Случай 1. Задана нагрузочная диаграмма КПМ (Рисунок 3.9.1 б) и сум- марный момент инерции двигателя и механизма (Ј, кг м²).

Условие динамической устойчивости: доп > 1,

где Едоп - допустимая продолжительность пика нагрузки, с.

доп=2к Тэма Тэм

=

no SHOM

9,55.М

HOM

Тк= (ц, но) определяется по кривым (Рисунок 3.9.1 а);

M 0 Р M₁

Но = M -; Мк = 2м Мном, Мном =9550. ном п ном ; = K Mx

где

Тк - относительное критическое время, отн. ед.; Тэм электромеханическая постоянная двигателя на линейном уча-

стке механической характеристики его, с;

Тк - электромеханическая постоянная двигателя на криволинейной части рабочего участка механической характеристики, с; Тк= 2Тэм Мном и Мк номинальный и критический моменты ЭД, Нм; - перегрузочная способность ЭД по моменту, отн. ед.; но и и - коэффициенты относительных нагрузок при ХХ и пиковой нагрузке механизма, отн. ед.;

В доп

Тк -; Но Мо М Mk My =

T K

Тк

2

1,8

1,6

1,4

Тк=(нон)

1,2

Но=0

0.8

Но=0,2

Но=0,5

Но =0,8

0,6

0,4

Mi

Относительное критическое время

0,2

6)

3

0

Относительный

коэффициент

а)

5

пиковой

6

7 н КПМ

нагрузки

Рис. 3.9.1. а) Зависимости для КПМ = F(4, 4); б) Нагрузочная диаграмма КПМ

Случай 2. Задана нагрузочная диаграмма КПМ (Рис. 3.9.1, б) и продол-

жительность пика нагрузки Условие динамической устойчивости ≥ х

J 1 t, 9,55. Мном == 2 т поЅном

где

Ја - динамический момент инерции ротора, кг м²; синхронная скорость АД, об/мин;

По

SHOM номинальное скольжение АД, %; Мном номинальный момент АД, Нм;

-

Ј - суммарный момент инерции КПМ, кг м². По (Рис. 3.9.1 а) тк = F(но, н).

Случай 3. Заданы момент инерции (J), обеспечивающий устойчивость работы привода КПМ, продолжительность пика нагрузки 1 и момент холо- стого хода Мо

Условие динамической устойчивости М≥ М1. По (Рис. 3.9.1 а) определяется = F(но, Тк).

M

t

Mx 2T, эм ; Там

Тк=

Но =

=

ПоЅном

9,55. Мном

где

Мк - критический (максимальный) момент выбранного ЭД, Нм. Тогда допустимый пик момента Мідоп = Мк.

АД с КЗ-ротором для КПМ выбираются руководствуясь: • обеспечением наилучшего выравнивания графика нагрузки,

---

наименьшими потерями в двигателе,

• минимальным расходом ЭЭ за цикл работы.

В соответствии с этим для КПМ выпускаются промышленностью АД с повышенным скольжением (Ѕном = 7...15%) мощностью от 0,4 до 63 кВт. Режим работы - продолжительный или повторно-кратковременный (ПВ- - = 40 %).

• РПЗ-3.9 Пресс.

Дано:

Вариант - 25 [Таблица 3.9.1]

А=60-103 Дж за 1 ход пресса

N=10 ходов/мин.

t = 2 с

М = 42 Нм

р= 145 р/с (пр = 1450 об/мин)

Требуется:

• Рассчитать и выбрать ЭД пресса • Построить нагрузочную диаграмму пресса

• Проверить выбранный ЭД на динамическую устойчивость

Решение.

- Рассчитывается мощность ЭП пресса и выбирается АД с повышенным скольжением:

Пресс

71-2 c

10=4 с

H-ML

40=42 H-

M₁-212

1ц=6 с

Рис. 3.9.2. Нагрузочная диаграмма пресса

Р = Мр 103 = 97 145 103 = 14,1 кВт;

M₁ =M₁ Мо M₁ t 1 to ti +1 =207. 42 4 207 2 4 97 Нм;

M₁ A 60-103 145-2 =207 H-M;

60 60

-=6c; tot-t₁ =6-2=4c;

N 10

ПPpt/tu=2/6 = 0,33 (33 %),

где

- расчетная мощность ЭП пресса, кВт; -

Мр расчетный момент пресса усредненный, Нм;

M₁ момент на валу ЭД при пиковой нагрузке, Нм; Рр расчетная мощность ЭД при нагрузке, кВт;

-

-

tus to, ti время цикла, холостого хода, удара, с;

ПР

продолжительность работы расчетная, %;

К, - коэффициент загрузки ЭД, отн. ед. Принимается К, = 1,3 (от 1,1 до 1,3)

По [Табл. Д.2А] выбирается АД повышенного скольжения из условия Риом≥ Рдр, Пе= 1500 об/мин, ПВ = 100%.

т. АИРС М132М4У3; ПВ = 100%; Uном = 380 В.

Рном= 11,8 кВт

Пном = 1400 об/мин (Ѕном = 7%)

n = 86,5%

соѕф = 0,83

ѴІ - индекс механической характеристики

m = 83,5 кг

Мном = 80,5 Нм

Мп/Мном = 3,4

Мм/Мном = 3,5

Іном = 24,4 А

Іп/Іном = 6,5 Ј1 = 0,045 кг м²

Выбранный АД проверяется по перегрузке согласно условия

M (207 HM) ≤0,85 2 MHOM-0,85 3,5 80,5-240 H. M. ном

Условие выполнено.

- Строится нагрузочная диаграмма пресса (Рис. 3.9.2).

- ЭД проверяется на динамическую устойчивость. Случай 2. Известны диаграмма нагрузки и продолжительность пика нагрузки (t1).

Условие динамической устойчивости J≥г, т.е. динамический момент инерции ротора АД должен быть не менее суммарного момента инерции КПМ.

t 9,55.М 2Tx HOM ПоЅном 2.9,55-80,5 2.2.1500-7 = = 0,037 кг м² м²;

По [Рис. 3.8.1 а] тк = F(но, ) = F(0,15; 0,7) = 2.

Но = Мо 42 M. 282 =0,15; μ=- M, 207 = M, 282 = 0,7;

М= Ммакс = 2м Мном 3,5 80,5 281,75 Нм-282 Нм; = Ј (0,045 кг м²) > J (0,037 кг м²) Условие выполнено.

Ответ: Для пресса выбран АД т. АИРС М132М4УЗ, ПВ = 100%. Риом = 11,8 кВт

Пном = 1400 об/мин

Условиям перегрузки и динамической устойчивости удовлетворяет. Варианты индивидуальных заданий представлены в [Таблице 3.9.1].

---

Смотрите также файлы

• Практическое задание 5 Дисциплина Русский язык и культура речи Щербаков Вячеслав Сергеевич Задание 1 Определите, к каким стилям относятся приводимые ниже тексты. В какой сфере общения используется каждый из них.docx

• Истроия глобальных эпидемий.docx

• Встреча в лесу.docx

• Техническое обслуживание пневматического оборудования в процессе эксплуатации при управлении локомотивом.docx

• Техническая подготовка футболистов среднего и старшего возраста 4.docx