Модернизация плоскошлифовального станка

Схема электрическая принципиальная станка.cdw

Схема электрическая принципиальная станкаv13.cdw

1 Обложка к ПЗ.docx

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Бузина Дмитрия Владимировича
(фамилия имя отчество)

4 Пояснительная Записка.docx

Ремонт и модернизация станков это необходимая для каждого предприятия процедура. Причина этого проста ведь именно от качества работы оборудования зависит вся производительность. А для того чтобы завод или компания работали на должном уровне необходимо постоянно следить за состоянием станков. Это позволяет избежать не только денежных затрат но и значительно сокращает время на ремонт или обслуживание. Современные реалии таковы что большинство оборудования на производстве либо изготовлено в прошлом веке либо требует больших вложений в его приобретение. Но не каждое предприятие готово позволить себе обеспечить свои цеха новым высокотехнологичным инструментом. В этом случае и обращаются к модернизации станков.
В настоящее время многие машиностроительные организации испытывают потребность в обновлении станочного парка. Одним из наиболее доступных решений является модернизация имеющегося на предприятии оборудования с устаревшими системами ЧПУ и системами приводов на современные системы. Модернизация является экономически оправданной поскольку она дешевле приобретения нового аналогичного станка или ремонта старой электроники устаревшей и ненадежной. При модернизации производится капитальный ремонт механической части с заменой изношенных и неисправных деталей а также восстановление технических характеристик станка указанных в паспорте. Производится смены всей электрики смена ЧПУ замена релейной схемы и систем приводов.
В данном курсовом проекте рассмотрена модернизация плоскошлифовального станка с крестовым столом и горизонтальным шпинделем модели 3Е711В.
В процессе модернизации:
Упрощена релейная схема при помощи логического реле
Упрошен привод ручной вертикальной подачи шлифовальной головки. Два двигателя с разной частотой вращения вала заменены одним с частотным преобразователем
Разработана новая электрическая принципиальная схема
Разработана программа для логического реле
ОБЩИЙ ВИД И ОПИСАНИЕ СТАНКА
Общий вид плоскошлифовального станка с крестовым столом и горизонтальным шпинделем модели 3Е711В представлен на рисунке 1 расположение его основных частей представлено на рисунке 2.
Универсальный плоскошлифовальный станок высокой точности с горизонтальным шпинделем и крестовым столом предназначен для шлифования поверхностей периферией круга. В определенных границах возможна обработка поверхностей расположенных под углом 90° к зеркалу стола.
Рисунок 1 - Общий вид станка
Станок предназначен для шлифования плоских поверхностей различных изделий закрепленных на зеркале стола магнитной или электромагнитной плите или в приспособлении. В пределах допустимых кожухом возможно шлифование пазов и фасонных поверхностей.
По специальному заказу за отдельную плату вместе со станком может быть поставлен ряд приспособлений расширяющих технологические возможности станка.
С применением различных приспособлений возможно профильное шлифование различных деталей. Точность профиля при этом зависит от метода заправки профиля круга и от применяемого приспособления для крепления деталей.
Рисунок 2 - Расположение составных частей станка
Станок комплектуется стандартной электромагнитной плитой.
Станок используется в единичном мелкосерийном и серийном производстве.
На станке возможна работа по циклу включающему черновые и чистовые подачи выход на размер выхаживание. Все переключения сопровождаются световой сигнализацией. Настройка осуществляется двухпредельным датчиком.
Возможно многостаночное обслуживание.
Пыль и шлам смываются охлаждающей жидкостью затем отделяются магнитным сепаратором фильтром-транспортером и сбрасываются в лоток. Вместо охлаждения можно применять пылеотсасывающий агрегат. Средний уровень звука LA не должен превышать 77 дБА (корректированный уровень звуковой мощности LpA по ОСТ2 Н89-40—75 не должен превышать 93 дБА). Приставное оборудование подключается готовой электропроводкой со штепсельными разъемами.
На станине в поперечном направлении по двум V-образным направляющим качения перемещается крестовый суппорт.
По направляющим крестового суппорта — плоской и V-образной в продольном направлении перемещается стол. Стол получает перемещение от гидроцилиндра закрепленного между направляющими крестового суппорта.
Внутри крестового суппорта в его нижней части закреплены узлы: механизм поперечной подачи механизм продольного перемещения стола механизм продольного реверса стола механизм поперечного реверса стола распределительная панель гидропанель.
С задней стороны на станине устанавливается колонна по вертикальным направляющим качения которой перемещается шлифовальная головка.
Перечень составных частей станка (позиции на рисунке 2):
- Устройство отсчета вертикальных перемещений
- Кожух шлифовального круга
- Фланцы шлифовального круга
- Механизм поперечной подачи
- Направляющая левая поперечная
- Механизм поперечного реверса
- Механизм фиксации суппорта
- Механизм вертикальной подачи
- Механизм отсчета поперечных перемещений
- Механизм ручного перемещения стола
- Гидростанция комплектная
- Электрооборудование пульт управления
- Головка шлифовальная
- Привод шлифовального круга
- Редуктор вертикальной подачи
- Электрооборудование размещение на станке
- Электрооборудование блок поперечной подачи
- Электрооборудование размещение в шкафу
- Кронштейн для установки электрошкафа
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА СТАНКА
Кинематическая схема плоскошлифовального станка представлена на рисунке 3.
Рисунок 3 - Схема кинематическая станка
Главное движениешлифовальный круг получает от электродвигателя M1 (N = 55 кВт n = 1500 мин-1) через поликлиновую ременную передачу. Шпиндель II смонтирован в многоклиновых подшипниках с самоустанавливающимися вкладышами.
Поперечная подача 3Е711Вкрестового суппорта осуществляется от двигателя постоянного тока М2 (N = 025 кВт n= 30-3000 мин-1) через косозубые колеса z = 34-100 z = 60-100 и ходовой винт VII.
При включении муфты М1в колесо z = 100 происходит автоматическая подача - непрерывная или прерывистая на каждый ход стола (или двойной ход стола). Для получения прерывистой подачи при продольном реверсе стола двигателю М2 дается команда на включение от бесконтактного путевого переключателя.
Ручные грубая и тонкая поперечные подачи осуществляются при включении муфты М1влево. Тонкую ручную подачу получают при вращении лимба 2 через червячную пару z = 1-100; грубую ручную подачу осуществляют маховиком 4 (червяк z = 1 при этом выводится из зацепления рукояткой 3).
Продольная подачастола происходит от гидропривода; скорости регулируются бесступенчато. Ручную продольную подачу осуществляют маховичком 1 со встроенным в него планетарным механизмом. Сателлиты z = 18 и z = 19 обкатываются вокруг неподвижного центрального колеса z = 19 и через другое центральное колесо z = 20 вращение передается на реечное колесо z = 18 и рейку. Планетарная передача значительно снижает величину перемещения на один оборот лимба.
Вертикальная подача 3Е711Вшлифовальной головки осуществляется от шагового электродвигателя М3 в момент реверса стола или крестового суппорта. Вращение передается ходовому винту XII при включенной муфте М2вправо через колеса z = 34-100-100 карданный вал X включенную электромагнитную муфту М3и червячную пару z = 1-30. Ручные (грубая и тонкая) вертикальные подачи осуществляются аналогично поперечным ручным подачам маховичком 6 по лимбу 5.
Быстрые установочные перемещения шлифовальной головки плоскошлифовального станка 3Е711Впроисходят от асинхронного электродвигателя М4 (N = 04 кВт n = 1500 мин-1) при отключенной муфте М3.
ЗАМЕНА ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ НА ЧАСТОТНЫЙ ПРИВОД
В данном курсовом проекте будет рассмотрена модернизация привода вертикальной подачи шлифовальной головки - замена двух двигателей с разной частотой вращения вала одним двигателем с частотным преобразователем.
Модернизация направлена на:
повышение автоматизации в целом
упрощение привода вертикальной подачи шлифовальной головки
уменьшение массы и габаритов
упрощение обслуживания и наладки
По исходным данным определяют потребляемую мощность привода т.е. мощность на выходе (кВт):
Затем определяют требуемую мощность электродвигателя:
где - общий коэффициент полезного действия привода.
Здесь - КПД отдельных звеньев кинематической цепи.
После этого подбирают ближайшую к стандартную мощность электродвигателя . Перегрузка асинхронных двигателей электродвигателей допускается до 8%. При невыполнении этого условия следует принимать двигатель ближайшей большей мощности.
Требуемая частота вращения вала электродвигателя:
где - передаточные числа кинематических пар изделия.
Электродвигатель уже рассчитан и выбран по каталогу. Паспортные данные двигателя:
номинальное напряжение: 380 В
номинальная частота вращения вала: 1500 обмин
исполнение М300 с коробкой выводов К3-1
ВЫБОР ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ
Основными функциями преобразователя частоты Altivar 58 являются:
пуск останов динамическое торможение и торможение до полной остановки а также регулирование скорости двигателя;
энергосбережение ПИ-регулятор (скорость потока давление и т.д.);
последовательность торможения;
регулирование скорости с обратной связью по тахогенератору или импульсному датчику;
работа в режиме "быстрее – медленнее" S- и U-образные кривые разгона-торможения заданные скорости работа в пошаговом режиме (JOG);
автоматический захват движущейся нагрузки с поиском нужной скорости (подхват на ходу);
адаптируемое к скорости ограничение тока для вентиляторов;
автоматическое ограничение времени работы на нижней скорости защита двигателя и преобразователя частоты и т. д.
Выбор преобразователя частоты осуществляем по мощности электродвигателя с запасом 12. Выбираем преобразователь частоты Altivar 58 с радиатором для трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором со следующими параметрами:
напряжение питания: 380 В ( - 10%) – 500 В ( +10%)
рассчитанный на мощность двигателя: 075 кВт
с увеличенным моментом: 170% Mn
диапазон выходных частот: 01 – 500 Гц
диапазон скоростей: 1 – 100
закон управления Uf: векторное управление потоком без датчика: постоянный момент переменный момент или энергосбережение с изменяемой конфигурацией
ВЫБОР ЛОГИЧЕСКОГО РЕЛЕ
Для упрощения релейной схемы произведем выбор логического реле для этого необходимо подсчитать количество необходимых входов и выходов. Перечень необходимых входов и выходов представлен в таблице 1.
Таблица 1 - Перечень входов и выходов логического реле
Вставка Ш14 и контакт SA7
Микровыключатель ВК3
Микровыключатель ВК2
Микровыключатель ВК1
Контакт путевого выключателя SQ1
Контакт путевого выключателя SQ2
Электромагнитная муфта YC1
Электромагнитная муфта YC2
Электромагнитная муфта YC4
Электромагнитная плита YH1
Получилось 24 входа и 16 выходов выбираем логическое реле Zelio - Logic 2 модель - SR3B261FU с модулем расширения модель - SR3XT141FU. Основные параметры выбранного реле SR3B261FU:
номинальное напряжение питания: 100 240В (переменное напряжение);
потребляемый ток: 50mA при 240В (без расширения) 60mA при 240В (с расширением) 80mA при 100В (без расширения) 100mA при 100В (с расширением);
количество дискретных входов: 16;
ток дискретного входа: 06
количество выходов: 10 реле выходы;
пределы напряжения питания: 85 - 264В;
частота сети: 5060Гц;
потребляемая мощность: 12ВА (без расширения) 17ВА (с расширением);
напряжение дискретного входа: 100 240В (переменное напряжение);
частота дискретного входа: 47 53Гц 57 63Гц;
пределы выходного напряжения: 5 30В (постоянный ток) 24 250В (переменный ток);
выходной тепловой ток: 5А для 2 выходов 8А для 8 выходов.
Параметры модуля расширения логического реле SR3XT141FU:
количество дискретных входов: 8;
количество выходов: 6 реле выходы;
выходной тепловой ток: 5А для 2 выходов 8А для 4 выходов;
пределы выходного напряжения: 5 30В (постоянный ток) 24 250В (переменный ток).
РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ ДЛЯ ЛОГИЧЕСКОГО РЕЛЕ
Написание программы для логического реле Zelio - Logic 2 осуществляем с помощью программы Zelio Soft 2 на языке LD.
Дунаев П.Ф. и Леликов О.П. “Курсовое проектирование деталей машин” Высшая школа 1984г.
Чернавский С. А. “Курсовое проектирование деталей машин” М. Машиностроение 1979.
СТПУ 1-У-НГТУ-2004. Стандарт предприятия Общие требования к оформлению пояснительных записок дипломных и курсовых проектов. Нижегородский государственный технический университет - Н.Новгород 2004. - 21 с.
Станок плоскошлифовальный с крестовым столом и горизонтальным шпинделем моделей 3Е711В 3Е721В-1. Руководство по эксплуатации 3Е711В.00.0.000.0.00 РЭ.
Станок плоскошлифовальный 3Е711В. Руководство по эксплуатации электрооборудование 3Е711В.00.0.000.0.00 РЭ1.
Zelio Logic 2 интелектуальное реле руководство пользователя январь 2004 Schneider Electric.
Telemecanique Zelio Logic интелектуальное реле руководство пользователя январь 2000 Schneider Electric.
Преобразователи частоты для асинхронных двигателей Telemecanique Altivar 58 321 Поехали! каталог.
Преобразователи частоты для асинхронных двигателей мощностью от 037 до 500 кВт Altivar 71 каталог.
Altivar 68 Telemecanique Преобразователи частоты для асинхронных двигателей 75-630 кВт 400500 В каталог.
Преобразователи частоты пособие для начинающего FR-S500 FR-E500 FR-F700 FR-A700 Mitsubishi electricпромышленная автоматика.

3 Содержание к ПЗ.docx

Общий вид и описание станка
Кинематическая схема станка
Замена электромеханической системы на частотный привод ..
Выбор преобразователя частоты ..
Выбор логического контроллера ..
Разработка программы для логического реле .
Приложение А Схема электрическая принципиальная
Приложение Б Перечень элементов

2 Титульный лист к ПЗ.docx

Министерство образования и науки РФ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ им. Р.Е. АЛЕКСЕЕВА
«Электропривод и автоматизация промышленных установок»
Модернизация плоскошлифовального станка с крестовым столом и горизонтальным шпинделем модели 3Е711В
(наименование темы проекта или работы)
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
(вид документа - проект дипломный курсовой исследовательская работа или часть и т.п.)