Добавлен: 29.10.2023
Просмотров: 139
Скачиваний: 8
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования “ГОРНОЗАВОДСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ”Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)Курсовая работаЭлектрооборудование горизонтального консольно-фрезерного станка Выполнил: Студент группы ТЭ-303 Зеленин Александер С.Руководитель работы: Девятых А.В Горнозаводск 2023 Введение1. Назначение и общая характеристика электрооборудования проектируемого станка2. Расчетная часть2.1. Расчет мощности электродвигателей и их выбор2.2. Проверочный расчет и выбор пускозащитной аппаратуры2.2.1. Расчет и выбор магнитного пускателя2.2.2. Расчет и выбор тепловых реле2.2.3. Расчет и выбор автоматических выключателей2.2.4. Расчет и выбор проводов для электродвигателей2.3. Схема управления станка3. Организационно-техническая часть3.1. Принцип действия электропривода станка3.2. Подготовка к включению электрооборудования в работу4.Охрана труда и противопожарные мероприятияСписок используемой литературыВведение Рисунок 1К 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:
Таблица 1
Д ано: Вариант 9 (таблица 1)А= 90*103N= 10 ходов/минti=2Mo=50 H*mωp=67 р/с (np=760 об/мин)Определим мощность ЭП по формуле:гдеPдр - расчетная мощность ЭП, кВт; -Pр расчетная мощность удара, кВт;Мр - 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 МномугдеМном - 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 расчетаа) Определяется мощность ЭП:Рдр = К, Р, К, Мр 103; М = М Moto M₁ t +1 tot₁гдедр 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 МномуМном - 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 SHOM9,55.МHOMТк= (ц, но) определяется по кривым (Рисунок 3.9.1 а);M 0 Р M₁Но = M -; Мк = 2м Мном, Мном =9550. ном п ном ; = K MxгдеТк - 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 допТк -; Но Мо М Mk My =T KТк21,81,61,4Тк=(нон)1,2Но=00.8Но=0,2Но=0,5Но =0,80,60,4MiОтносительное критическое время0,26)30Относительныйкоэффициента)5пиковой67 н КПМнагрузкиРис. 3.9.1. а) Зависимости для КПМ = F(4, 4); б) Нагрузочная диаграмма КПМСлучай 2. Задана нагрузочная диаграмма КПМ (Рис. 3.9.1, б) и продол-жительность пика нагрузки Условие динамической устойчивости ≥ хJ 1 t, 9,55. Мном == 2 т поЅномгдеЈа - динамический момент инерции ротора, кг м²; синхронная скорость АД, об/мин;ПоSHOM 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 МоУсловие динамической устойчивости М≥ М1. По (Рис. 3.9.1 а) определяется = F(но, Тк).MtMx 2T, эм ; ТамТк=Но ==ПоЅном9,55. МномгдеМк - 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 прессаN=10 ходов/мин.t = 2 сМ = 42 Нмр= 145 р/с (пр = 1450 об/мин)Требуется:• Рассчитать и выбрать ЭД пресса • Построить нагрузочную диаграмму пресса• Проверить выбранный ЭД на динамическую устойчивостьРешение.- Рассчитывается мощность ЭП пресса и выбирается АД с повышенным скольжением:Пресс71-2 c10=4 сH-ML40=42 H-M₁-2121ц=6 сРис. 3.9.2. Нагрузочная диаграмма прессаР = 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 10ПPpt/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;ПРпродолжительность 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 кВтПном = 1400 об/мин (Ѕном = 7%)n = 86,5%соѕф = 0,83ѴІ - индекс механической характеристикиm = 83,5 кгМном = 80,5 НмМп/Мном = 3,4Мм/Мном = 3,5Іном = 24,4 АІп/Іном = 6,5 Ј1 = 0,045 кг м²Выбранный АД проверяется по перегрузке согласно условияM (207 HM) ≤0,85 2 MHOM-0,85 3,5 80,5-240 H. M. номУсловие 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 кВтПном = 1400 об/минУсловиям перегрузки и динамической устойчивости удовлетворяет. Варианты индивидуальных заданий представлены в [Таблице 3.9.1].
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).
-
Кривошипные прессы для объёмной штамповки: -
горизонтально-ковочные машины, -
холодновысадочные автоматы, -
чеканочные прессы, -
горячештамповочные и специальные прессы. -
Кривошипные прессы для листовой штамповки:
-
Назначение и общая характеристика электрооборудования
-
Расчетная часть
Таблица 1
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 SHOM9,55.МHOMТк= (ц, но) определяется по кривым (Рисунок 3.9.1 а);M 0 Р M₁Но = M -; Мк = 2м Мном, Мном =9550. ном п ном ; = K MxгдеТк - 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 допТк -; Но Мо М Mk My =T KТк21,81,61,4Тк=(нон)1,2Но=00.8Но=0,2Но=0,5Но =0,80,60,4MiОтносительное критическое время0,26)30Относительныйкоэффициента)5пиковой67 н КПМнагрузкиРис. 3.9.1. а) Зависимости для КПМ = F(4, 4); б) Нагрузочная диаграмма КПМСлучай 2. Задана нагрузочная диаграмма КПМ (Рис. 3.9.1, б) и продол-жительность пика нагрузки Условие динамической устойчивости ≥ хJ 1 t, 9,55. Мном == 2 т поЅномгдеЈа - динамический момент инерции ротора, кг м²; синхронная скорость АД, об/мин;ПоSHOM 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 МоУсловие динамической устойчивости М≥ М1. По (Рис. 3.9.1 а) определяется = F(но, Тк).MtMx 2T, эм ; ТамТк=Но ==ПоЅном9,55. МномгдеМк - 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 прессаN=10 ходов/мин.t = 2 сМ = 42 Нмр= 145 р/с (пр = 1450 об/мин)Требуется:• Рассчитать и выбрать ЭД пресса • Построить нагрузочную диаграмму пресса• Проверить выбранный ЭД на динамическую устойчивостьРешение.- Рассчитывается мощность ЭП пресса и выбирается АД с повышенным скольжением:Пресс71-2 c10=4 сH-ML40=42 H-M₁-2121ц=6 сРис. 3.9.2. Нагрузочная диаграмма прессаР = 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 10ПPpt/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;ПРпродолжительность 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 кВтПном = 1400 об/мин (Ѕном = 7%)n = 86,5%соѕф = 0,83ѴІ - индекс механической характеристикиm = 83,5 кгМном = 80,5 НмМп/Мном = 3,4Мм/Мном = 3,5Іном = 24,4 АІп/Іном = 6,5 Ј1 = 0,045 кг м²Выбранный АД проверяется по перегрузке согласно условияM (207 HM) ≤0,85 2 MHOM-0,85 3,5 80,5-240 H. M. номУсловие 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 кВтПном = 1400 об/минУсловиям перегрузки и динамической устойчивости удовлетворяет. Варианты индивидуальных заданий представлены в [Таблице 3.9.1].