Организация технического обслуживания и ремонта электрооборудования радиально-сверлильного станка 2К522

Введение

Сверлильные станки - многочисленная группа металлорежущих станков предназначенных для получения сквозных и глухих отверстий в сплошном материале, для чистовой обработки (зенкерования, развертывания) отверстий, образованных в заготовке каким-либо другим способом, для нарезания внутренних резьб, для зенкования торцовых поверхностей.

Применяя специальные инструменты и приспособления, на сверлильных станках можно растачивать отверстия, вырезать отверстия большого диаметра в листовом материале, притирать точные отверстия и т. д.

Электрооборудование ‏металлорежущих станков постоянно совершенствуется благодаря использованию более‏ новых электрических аппаратов управления, защиты, прe‏образоватe‏лe‏й, полупроводниковых приборов и элементов.

Темой данного дипломного проекта является Проектирование электрооборудования радиально-сверлильного станка 2К522.

Цель: Изучение электрооборудования радиально-сверлильного станка, его назначение и принцип работы;

Задачи:

. Изучение требований к электрооборудованию радиально-сверлильного станка 2К522.

. Анализ системы электропривода и схемы управления;

. Анализ неисправностей электрооборудования радиально-сверлильного станка 2К522;

.Выполнить графическую часть: принципиальная электрическая схема управления ЭП радиально-сверлильного станка.

Раздел 1. общая часть

1.1. Назначение и технические данные станка

Перемещение по плоскости стола крупногабаритных и тяжелых деталей вызывает большие неудобства и потерю времени. Поэтому при обработке большого количества отверстий в таких деталях применяют радиально-сверлильные станки. При работе на них деталь остается неподвижной, а шпиндель со сверлом перемещается относительно детали и устанавливается в требуемое положение.

Радиально-сверлильный станок модели 2К522 предназначен для обработки отверстий в мелких, средних и, главным образом, в труднодоступных местах крупных деталей. Станок применяется во вспомогательном и мелкосерийном производстве.

На станке можно выполнять сверление, развертывание, нарезание резьбы в разных плоскостях и под любыми углами.

Технические характеристики:

Наибольший условный диаметр сверления, мм, в стали 32

Наибольший диаметр нарезаемой резьбы в стали M16

Вылет шпинделя (max/min), мм 800/300

Расстояние от торца шпинделя до плиты (max/min), мм 1000/220(220 ниже плоскости плиты)

Расстояние от оси шпинделя до пола при его горизонтальном положении (max/min), мм 1470/550

Ход шпинделя 250

Суммарный угол поворота рукава, град 360

Суммарный угол поворота сверлильной головки, град 360

Конус шпинделя Морзе 4

Размеры рабочей поверхности плиты, мм 800x630

Размеры Т-образных пазов, мм 18

Число ступеней частот вращения шпинделя 12

Частота вращения шпинделя, мин-1 45-63-90 125180250 355-500-710 1000-1400-2000

Число подач 4

Величина подач, мм/об 0,056; 0,1; 0,18; 0,32

Мощность привода главного движения, кВт 1,5

Производительность устройства охлаждения, л/мин, не менее 2,5

Привод подъема рукава по колонне электромеханический, ручной

Размер съемного коробчатого стола, мм 500x360x400

Габаритные размеры станка (LxBxH), мм, не более 1480x940x1990

Масса станка, кг, не более 950

Габаритные размеры упаковки (LxBxH), мм 2040x1060x2290

1.2. Устройство и взаимодействие узлов станка

Радиально-сверлильный станок 2К522 состоит из следующих основных узлов: основания, колонны, корпуса, рукава, каретки, сверлильной головки, механизма зажима колонны, системы подачи охлаждающей жидкости и электрооборудования.

На основание устанавливается колонна с корпусом и рукавом, а с торца к нему крепится бак для охлаждающей жидкости.

Колонна представляет собой стальную трубу, установленную в цоколе на двух подшипниках. В цоколе размещены часть электроаппаратуры и механизм зажима колонны.

Корпус представляет собой чугунную отливку жесткой формы и является базовой деталью для сборки коробки скоростей, механизма перемещения корпуса по колонне механизма зажима корпуса на колонне.

В нише корпуса смонтировано электрооборудование.

На лицевой стороне корпуса расположены рукоятки управления коробкой скоростей, механизмом перемещения шпиндельной головки по колонне и пульт управления.

Рукав крепится к корпусу четырьмя прихватами. По направляющим рукава перемещается каретка с закрепленной на ней сверлильной головкой. Поворот рукава вокруг своей оси осуществляется рукояткой через червячную передачу.

Сверлильная головка представляет собой чугунную отливку, в которой смонтированы шпиндель, коробка подач и штурвальное устройство.

Шпиндель станка имеет широкий диапазон регулирования частоты вращения и может пространственно ориентироваться за счет разворота рукава и сверлильной головки.

Станок 2К522 оснащен устройством обработки отверстий на заданную глубину и устройствами, предохраняющими от перегрузок по крутящему моменту и осевой силе. При обработке крупногабаритных деталей вне рабочей поверхности плиты станок выставляется с помощью винтовых опор. Обработку мелких деталей рекомендуется производить на коробчатом столе, установленном на плите стола.

Отличительной особенностью станка данного типоразмера является наличие поворотной колонны и монтаж каретки сверлильной головки на направляющих рукава па подшипниках качения, что значительно повышает удобство эксплуатации станка.

Станок изготовляется для эксплуатации в условиях умеренного климата, по заказу для эксплуатации в условиях тропического климата, а также для обработки деталей в дюймовой системе измерений.

Электрооборудование станка может быть выполнено для тока питающей сети с частотой 50 и 60 Гц и напряжением 220, 380, 400, 415, 440, 600 В.

1.3. Технологические требования, предъявляемые к приводу

На станке установлены три асинхронных короткозамкнутых двигателя: электродвигатель главного привода, электродвигатель привода перемещения рукава по колонне, электродвигатель насоса охлаждающей жидкости. Все двигатели питаются напряжением 220/380В.

Автоматическое задание частоты вращения шпинделя и величин подач в зависимости от позиции револьверной головки выполняется путем переключения электромагнитных муфт подач и магнитных пускателей двухскоростного асинхронного двигателя главного привода.

Главный привод сверлильных станков осуществляется от асинхронных короткозамкнутых двигателей. Регулирование частоты вращения шпинделя производится переключением шестерён коробки скоростей. Для уменьшения числа промежуточных передач в отдельных случаях можно применить многоскоростные асинхронные двигатели.

На основании вышеперечисленных данных для радиально-сверлильного станка 2К522 главный привод использует короткозамкнутый асинхронный электродвигатель.

В станке также есть вспомогательные приводы. Вспомогательные приводы служат для облегчения выполнения заданной задачи. К вспомогательным приводам относятся привод перемещения рукава и насос охлаждения.

Рассмотрим номинальные режимы работы электродвигателей. Режимы работы электроприводов отличаются большим разнообразием как по характеру, так и по длительности циклов, значениям нагрузок, условиям охлаждения.

На основании анализа выделен специальный класс режимов. В соответствии с ГОСТ 18374 «Машины электрические вращающиеся. Общие технические условия» установлено восемь номинальных режимов работы электрических машин, которые имеют условные обозначения S1S8.

В станке главный привод работает в режиме S1.

Режим S1 предусматривает работу при неизменной нагрузке продолжительностью до тех пор, пока температура всех частей двигателя не достигнет установившегося значения.

Двигатели вспомогательного привода работают в режиме S2. S2 – кратковременный режим при котором период неизменной нагрузки чередуются с периодическим отключением двигателя. При этом периоды нагрузки недостаточны для того, чтобы превышение температуры электродвигателя могло достигнуть установившихся значений, периоды остановки достаточны для охлаждения двигателя до температуры окружающей среды.

Рассмотрим защиту электродвигателей от условий окружающей среды согласно ГОСТ 1425496 «Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (код IP)». Для обозначения степени защиты применяются буквы IP и следующие за ними две цифры. Первая цифра обозначает степень защиты персонала соприкосновения с движущимися частями или приближения к ним и от соприкосновения с движущимися частями, расположенными внутри оболочки, а также степень защиты изделия от попадания внутрь твёрдых посторонних тел. Вторая цифра обозначает степень защиты изделия от попадания воды.

На практике для защиты двигателей используют две степени защиты IP23 и IP44. Первая из них характеризует машины в так называемом защищённом исполнении, вторая в закрытом.

На основании данной информации для защиты электродвигателей от условий окружающей среды, степень защиты станка - IP23.

Для устранения неправильных операций и ненормальных режимов работы электрооборудования в принципиальной электрической схеме станка:

контроль правильности выполнения переключений с помощью командоаппарата осуществляется конечными выключателями последнего.

исключается возможность одновременного включения муфты редуктора и муфты низших оборотов редукторов при реверсе путем соответствующего включения в схеме цепочек, содержащих контакты переключателя режимов работ и магнитного пускателя.

защита электродвигателей от перегрузки осуществляется тепловыми реле.

защита электрооборудования станка от коротких замыканий осуществляется плавкими предохранителями. Нулевая защита обеспечивается отключением магнитных пускателей при снижении напряжения сети ниже 0,85 номинального.

для улучшения условий работы контактов конечных выключателей параллельно катушкам электромагнитных муфт для замыканий противоЭДС включены цепочки состоящие из разрядных резисторов и диодов.

Раздел 2. электротехническая часть

2.1. Схема управления и её элементы

Схема представлена в приложении 2.

М1 Электродвигатель насоса охлаждения

М2 Электродвигатель привода главного движения

М3 Электродвигатель привода перемещения рукава по колонне

EL Светильник

HL Лампа сигнальная

КК1, КК2, ККЗ Реле тепловые РТТ5-10

КМ1-КМ6 Пускатели магнитные

QF1,QF2,QF3 Выключатели автоматические

QS Переключатель-разъединитель (механическая блокировка в электрошкафу)

SA2, SA3 Переключатель с рукояткой, с фиксацией

SB1, SB2 Выключатели кнопочные «Аварийный стоп», «Стоп»

SB3-SB5 Толчковые кнопки

SQ1-SQ6 Выключатели конечные (путевые)

SQ8 Датчик приближения

TV Трансформатор напряжения понижающий

2.2. Анализ системы электропривода и схемы управления

Работу на станке следует начинать в следующем порядке:

рукоятку включения шпинделя установите в нейтральное положение;

поворотом рычага выключателя - разъединителя QS произведите его включение. При этом загорается сигнальная лампа HL;

автоматические выключатели QF1 (защита силовой цепи), QF2 (защита цепи управления) и QF3 (защита цепи светильника) должны быть включены;

нажмите на толкатель кнопки SB3 для приведения в готовность электрической цепи управления станка. Помните, что станок включается только при расположении рукоятки “включение шпинделя” в нейтральном положении. При этом срабатывает пускатель КМ1 и своим нормально - открытым контактом подготавливает электросхему к работе. Этот пускатель обеспечивает «нулевую» защиту станка, т.е. при внезапном исчезновении напряжения пускатель КМ1отключается и прекращается работа станка. При восстановлении подачи напряжения станок можно включить только при повторном нажатии на кнопку SB3;

поворотом рукоятки механизма реверса в одно из крайних положений, в котором она фиксируется, включается пускатель КМЗ или КМ4 через нормально -разомкнутые контакты конечных выключателей SQ1.2 или SQ2.2.

Пускатели КМЗ или КМ4 запускают электродвигатель главного привода М2 почасовой или против часовой стрелки соответственно. Остановка вращения шпинделя происходит при возврате рукоятки в нейтральное положение; перемещение рукава вверх или вниз осуществляется при нажатии на толчковые кнопки SB4 или SB5; включение электронасоса производится переключателем SA3; светильник местного освещения включается переключателем SA2.

Для аварийной остановки станка следует нажать на красный грибовидный толкатель кнопки SB1, SB2 “Аварийный стоп” - “Стоп” или отключить выключатель -разъединитель QS. При этом восстановление цепи аварийной остановки возможно только после приведения толкателей кнопок SB1 и SB2 в исходное положение вручную.

Система защиты электрооборудования:

Защита силовых цепей электродвигателей и трансформатора от токов короткого замыкания производится автоматическим выключателем QF1,

защита цепей управления и освещения - автоматическими выключателями QF2 и QF3.

Защита электродвигателей от длительных перегрузок осуществляется тепловыми реле КК1, КК2, ККЗ.

Сигнализация о наличии напряжения в станке осуществляется лампой HL.

Блокировочные устройства:

В электросхеме станка предусмотрены следующие меры предупреждения аварийных ситуаций, обеспечивающие безопасность работы при неправильных действиях оператора, выходе из строя отдельных элементов станка, отключении электропитания:

предусмотрена «нулевая» защита, исключающая самозапуск механизмов станка после неожиданного перерыва электропитания;

при ручном перемещении рукава вверх или вниз рукоятка подъема нажимает на толкатель путевого выключателя SQ3, при зажиме корпуса нажимается толкатель путевого выключателя SQ4. Данные выключатели размыкают цепь включения электродвигателя М3 привода перемещения рукава;

ограничение перемещения рукава в крайнем верхнем и нижнем положении осуществляется путевым выключателями SQ5 и SQ6;

путевыми выключателями SQ1 и SQ2 осуществляется блокировка, запрещающая первоначальное включение станка, если рукоятка включения шпинделя находится в рабочем положении;

перед инструментом в станке установлен датчик приближения SQ8, при нажатии на рычаг которого произойдет немедленное отключение пускателя КМ1 и через его нормально - открытый контакт всех остальных пускателей с отключением подвода питания от всех двигателей.

2.6. Размещение электрооборудования и схема соединений и

подключений

Схемы подключении составляют на основе принципиальной электрической схемы, а эскиза расположения электрооборудования всех элементов на станке. Соединение всех элементов производится с помощью электрической проводки. При составлении схемы подключений применяют те же обозначения, что и на принципиальной схеме.

На схеме подключения в общем виде показываются; кнопочная станция, основной и вспомогательный пункт управления, освещение, клеммные коробки с номерами клемм и мест подключений заземления электродвигателей, блокировочные контакты защит, тройники и др. (Приложение 1)

Аппаратуру, расположенную в шкафу, обводят общей рамкой, пучки проводов идущих в одном направлении, изображены на общей схеме одной жирной линией. Все концы проводов, соединяющих зажимы отдельных аппаратов, промаркированы в соответствии с нумерацией имеющихся на схемах соединений и принципиальной.

Общие точки соединения нескольких элементов на схеме имеют один и тот же номер. Схемы подключения используются для осуществления включения при изготовлении установки электропривода и при ее эксплуатации.

2.7. Монтаж электрооборудования

Перед монтажом станка следует измерить сопротивление изоляции мегомметром па напряжение 500 В. Сопротивление изоляции обмоток статора на корпус и между фазами должно быть не ниже 0,5 МОм.

Двигатель, имеющий сопротивление изоляции обмоток ниже 0,5 МОм, нужно подвергнуть сушке, производящейся током короткого замыкания, включая двигатель с заторможенным ротором па пониженное напряжение (10% от номинального).

Во время сушки температура обмотки должна плавно подниматься, не превышая, 100°С. Сушка считается законченной, если сопротивление изоляции достигло 0,5 МОм, и затем в течение 2...3 часов не увеличивается.

Перед монтажом двигатель следует очистить от пыли и антикоррозионной смазки. Смазку удалять ветошью, смоченной в керосине или бензине. При установке двигателя должно быть осуществлено крепление, обеспечивающее нормальные условия передачи вращения, а также необходимую защиту от сотрясений и вибраций.

При установке двигателя следует предусмотреть свободный приток в кожух вентилятора охлаждающего воздуха и его свободный отвод.

Кожух вентилятора должен стоять от стенки не менее, чем на 20 мм. Допускается соединение двигателя с приводным механизмом при помощи эластичной муфты, ременной или клиноременной передачи.

При жестком сопряжении двигателей с приводным механизмом при помощи муфты следует обеспечить строгую сносность и параллельность валов. При несоблюдении этого требования могут возникнуть дополнительные усилия на подшипники, повышение вибрации и быстрый выход двигателя из строя. Такой способ сопряжения, по указанным причинам не рекомендуется. Если двигатель с фланцевым щитом крепится непосредственно к механизму, имеющему масляную ванну, необходимо предусмотреть уплотнения или предпринять другие меры, исключающие попадание масла внутрь двигателя по линии вала. При ременном приводе должно быть обеспечено натяжение ремня с помощью натяжного ролика или салазок, которых монтируется двигатель. Ось двигателя при этом должна быть перпендикулярна направлению ремня. Не следует применять сшитые ремни. ремни нужно натянуть так. Чрезмерное натяжение приводит к быстрому выходу из строя ремня и подшипника.

При любом способе вращения необходимо выполнять динамическую балансировку деталей, насаживаемых на вал: шкива, муфты, шестерня и т.п. При этом следует учитывать, что ротор двигателя отбалансирован без шпонки. Насаживаемая деталь должна сбалансироваться со штатной шпонкой. Оправка, на которой производится балансировка, должна иметь шпоночный паз и быть отбалансированной без шпонки. При неправильной балансировке вращающихся деталей передачи во время работы двигателя возникающих вибраций, которые приводят к преждевременному износу подшипников, нарушению точности работы привода, к выходу двигателя из строя. Чтобы избежать повреждений подшипников, элементы передачи необходимо насаживать на вал в нагретом состоянии приложения усилий и ударов. Перед насадкой элементов передачи необходимо удалить антикоррозионное покрытие с выступающего конца вала, а затем слегка смазать смазкой конец вала. После окончательного монтажа вращением вручную проверить, свободно ли проворачивается ротор двигателя.

При монтаже электрических аппаратов необходимо соблюдать следующие правила:

Прежде всего размещают аппараты, расположение которых в шкафу предопределено их назначением и использованием; например вводной выключатель или автоматический выключатель устанавливается так, чтобы его рукоятка находилась в удобном месте на уровне 1,51,7 м от пола; главные предохранители располагают ниже вводного выключателя или рядом с ним, тяжелые контакторы и пускатели располагают на нижней части панели.

В местах, наиболее удобных для обслуживания, располагают блоки и комплекты аппаратов главных узлов управления: усилительные и регулирующие устройства, измерительные приборы и др.

3. Предохранители для отдельных силовых цепей ставят выше, а тепловые реле ниже соответствующих контакторов.

При размещении аппаратов на панелях с передним монтажом следует предусматривать места для прокладки пучков межапаратных и межпанельных проводов, горизонтальные дорожки и вертикальные промежутки между аппаратами, места для наборов зажимов и штепсельных разъемов.

Электрические соединения при монтаже выключателя осуществляются согласно технической документации на выключатель (в зависимости от исполнения выключателя). Выводы неподвижных контактов главной цепи выключателя присоединяются к источнику напряжения, подвижных - к нагрузке.

Выключатели стационарного исполнения устанавливаются па вертикальной плоскости выводами неподвижных контактов вверх с возможностью поворота в указанной плоскости на 90° в обе стороны, выдвижного исполнения -- на 90° влево (выводами неподвижных контактов влево). Допускается отклонение до 5° от рабочего положения в любую сторону.

Раздел 3. экономическая часть

3.1. Предложения по модернизации и их экономическое обоснование

Под модернизацией находящегося в эксплуатации оборудования понимается приведение его состояния в соответствие современным требованиям путем внесения частичных изменений и усовершенствований в конструкцию станков или доработка станков, связанная с совершенствованием технологии производства.

Необходимая в условиях данного предприятия техническая направленность и объемы работ по модернизации определяются в первую очередь конкретными требованиями производства. Вместе с тем в соответствии с перспективой конкретного производства путем модернизации должна решаться задача повышения общего технического уровня действующего парка технологического оборудования.

В зависимости от технической направленности следует различать общетехническую и технологическую (целевую) модернизацию.

В условиях единичного и мелкосерийного производства, характеризующегося широкой номенклатурой выпускаемой продукции, должна преобладать комплексная общетехническая модернизация, обеспечивающая улучшение целого ряда технических и эксплуатационных характеристик действующего оборудования.

В условиях серийного производства с ограниченной номенклатурой изделий, когда требуется улучшение только отдельных технических и эксплуатационных характеристик действующего оборудования, целесообразно проводить частичную общетехническую модернизацию, обеспечивающую повышение технических показателей станков, лимитирующих данное производство.

В результате проведения общетехнической модернизации технические и эксплуатационные показатели действующего оборудования приближаются к показателям современных сверлильных станков аналогичного назначения.

В условиях крупносерийного и массового производства с узкой номенклатурой выпускаемой продукции и установившейся технологией наибольшее значение имеет технологическая (целевая) модернизация, направленная на решение отдельных технологических задач производства, внедрение прогрессивных технологических процессов и автоматизацию оборудования.

Проведение модернизации следует совмещать с плановыми ремонтами. Основными направлениями модернизации устаревшего парка станочного оборудования машиностроительных предприятий являются модернизация по доведению станков до уровня современных требований техники безопасности и повышения их технических характеристик, увеличение мощности привода, расширение диапазона скоростей и подач. Эти работы сопровождаются выполнением работ, связанных с повышением жесткости и виброустойчивости станка, что позволяет повысить режимы обработки и сократить машинное время.

Оснащение станков при модернизации механизированными загрузочными устройствами, системами программного управления и другими устройствами, автоматизирующими цикл работы станка, позволяет сократить вспомогательное время и высвободить оператора, создаются условия для многостаночного обслуживания.

Одним из главнейших направлений модернизации является улучшение эксплуатационных свойств станка и продление сроков его работоспособности за счет мероприятий, проводимых в целях повышения долговечности деталей и узлов станка. Эта работа должна выполняться также для восстановления точности и производительности сверлильных станков. Основное направление работ здесь связано со снижением интенсивности изнашивания деталей станка, особенно направляющих базовых деталей (станин, стоек, траверс и др.), и снижением его влияния на работоспособность станка.

Снижение интенсивности изнашивания направляющих базовых деталей достигается, прежде всего, улучшением методов смазки, обеспечивающих жидкое трение, использованием масел с улучшенными эксплуатационными свойствами (антискачковые, противозадирные и др.) и введением более совершенных защитных устройств и уплотнений, исключающих попадание стружки, абразива, пыли и грязи. Значительно снижают износ закалка направляющих и применение накладных направляющих. В последнем случае имеется возможность изменить конструкцию направляющих в целях стабилизации величины износа по всем граням. Снижение шероховатости рабочих поверхностей за счет их шабрения и тонкого строгания изменяет режим смазывания и повышает несущую способность и жесткость направляющих.

Выбор оптимальных сочетаний материалов и термической обработки трущихся пар при изготовлении и восстановлении изношенных деталей является также одним из основных направлений снижения их износа. Здесь следует иметь ввиду, что вместе с увеличением содержания хрома, никеля, молибдена, вольфрама износостойкость деталей повышается. Этому в значительной степени способствует закалка, цементация, азотирование, покрытие поверхности деталей хромом, никелем (гальванопокрытия).

Использование более износостойких материалов особенно актуально при изготовлении зубчатых колес. Известно, что износостойкость цементированных и закаленных зубчатых колес примерно в 1,5 раза выше, чем изготовленных из стали 40Х с последующей закалкой токами высокой частоты. Улучшает их работу также введение бочкообразной формы закругления торцов зубьев и доработка системы переключения скоростей в целях снижения ударных нагрузок при переключениях.

Планомерное и целенаправленное улучшение технологической эксплуатации и ухода за станками также является значительным резервом повышения их долговечности.

Не менее важное направление модернизации по снижению влияния износа на работоспособность станков связано с компенсацией износа регулировкой (регулирование зазора в направляющих, соединениях винт — гайка, устранение зазора и создание преднатяга в подшипниках и др.) и автоматической компенсацией износа (треугольные направляющие и др.), а также устранением влияния износа деталей на работоспособность других.

Рациональное применение обработки поверхностным пластическим деформированием (ППД) при изготовлении деталей сверлильных станков создает в поверхностном слое отрицательные напряжения, что приводит к существенному повышению усталостной прочности. Введение этой обработки в процессе изготовления запасных частей к станкам является особенно актуальной для тяжелонагруженных циклической нагрузкой деталей. Широкое использование обработки ППД в сочетании с работами по снижению динамических нагрузок за счет выполнения балансировки, введение в конструкцию приводов станков упругих звеньев, демпферов, использование в отдельных случаях электродвигателей с повышенным скольжением значительно повышает усталостную прочность деталей приводов металлорежущих станков. Однако здесь следует отметить, что последними ГОСТами по охране труда режим торможения приводов отдельных типов станков существенно ужесточен. Это приводит к возрастанию нагрузок в приводе станка при торможении, что не исключает вероятность его поломок.

Модернизацию приводов главного движения сверлильных станков в целях повышения их мощности и быстроходности для реализации на них возможностей современного режущего инструмента проводят с одновременным повышением жесткости и виброустойчивости несущей системы станка. Объем работ при такой модернизации во многом зависит от конструкции привода, запасов прочности и точности изготовления его деталей и технического задания на модернизацию станка.

В отдельных случаях станки снабжаются револьверной головкой, многошпиндельными насадками и другими устройствами, позволяющими производить многоинструментальную и многопозиционную обработку деталей, что резко снижает машинное и штучное время обработки.

Модернизацию сверлильных станков в целях сокращения вспомогательного времени проводят за счет оснащения станков различными загрузочными и зажимными устройствами, приборами активного контроля размеров, отсчетными устройствами, автоматизируют рабочий цикл станка и т.д. Наибольший эффект от модернизации можно получить, если проводить ее планомерно на основе комплексной автоматизации и механизации, исключая из производственного процесса ручные монотонные операции.

В конечном итоге целесообразность проведения модернизации определяется ее экономической эффективностью. Это не распространяется на модернизацию сверлильных станков, связанную с улучшением условий труда и техникой безопасности, которую, разумеется, необходимо проводить.

Раздел 4. эксплуатация электрооборудования

4.1. Техническое обслуживание электрооборудования станка

На радиально-сверлильных станках выполняют операции по обработке штучных технологических отверстий или их групп, на заготовках с большой массой и значительными габаритами. Корректная работа и длительность срока эксплуатации зависит от своевременного ремонта станков и соблюдения регламента технического обслуживания.

Обязательные работы по техобслуживанию по техническому обслуживанию разделяются на ежедневные, еженедельные, ежеквартальные и по окончанию смены. Каждый день необходимо проводить следующие виды работ:

Проверить внешний вид агрегата – необходимо убедиться, что на деталях станка отсутствуют механические повреждения, трещины, царапины. Удалить пыль, стружку и грязь с поверхности станка при помощи металлической щётки и промасленной ветоши. Не допускается уборка стружки руками.

Очистить или поменять фильтр – необходимо следить за чистотой масла.

Смазывать и очищать конус шпинделя – перед каждой установкой инструмента.

К еженедельным операциям по техническому обслуживанию относятся следующие обязательные проверки:

Винтовой пары подъема корпуса – наличие смазки и анализ состояния механизма с целью выявления механических повреждений, заусенец, царапин и т.п. Проверить наличие смазки.

Колонны станка – проверяется отсутствие механических повреждений, узел очищается от грязи и обрабатывается жидкой смазкой. При обнаружении царапин, заусенец, необходимо проверить верхний сальник. Он подлежит замене, если нарушена его целостность. Царапины зачищаются.

Направляющих консоли – анализируется легкость перемещения сверлильной головки. При затруднённом движении блока удаляется пыль и грязь, проводится обработка жидкой смазкой. При необходимости регулируется перемещение сверлильной головки.

Электродвигателей – проверяется состояние агрегата, кабелей и заземления, а также оценивается внешний вид двигателя, корпус очищается от пыли, грязи и масляных пятен.

Раз в квартал проводится техническое обслуживание станка с проверкой качества работы отдельных блоков и всего агрегата в целом, с корректирующими настройками:

Зажима корпуса на колонне и наличие увода шпинделя при зажиме – для этого зажимают рукав на колонне. С усилием в 900Н на конце рукава, производя его поворот вокруг колонны. Зажим должен держать приложенную нагрузку. В случае ослабления зажима, а также увода шпинделя при зажиме более 0,35мм производят регулировку.

Радиального биения отверстия шпинделя – проверяется у торца и на расстоянии 300 мм.

Зажима каретки на рукаве – для этого на рукаве проводят фиксацию каретки, с усилием по оси в 2500 Н. Зажим должен держать приложенную нагрузку. В случае ослабления зажима проводят корректировку.

Крепления деталей станка – проверяют надёжность фиксацию узлов, блоков станка, клемм электрооборудования.

Перпендикулярности оси шпинделя к рабочей поверхности фундаментной плиты (жесткость) в продольной и поперечной плоскости.

Параллельности траектории перемещения сверлильной головки по рукаву поверхности фундаментной плиты.

В случае заедания инструмента в заготовке или при проворачивании ее на столе вместе с инструментом нужно немедленно остановить станок.

При перемещении шпиндельной бабки по траверсе радиально-сверлильного станка не следует сильно ее разгонять. Не наклоняться близко к вращающемуся шпинделю для наблюдения за ходом обработки. При работе по возможности не применять патроны и приспособления с выступающими частями. Если они есть, то необходимо их оградить.

После снятия со станка обработанной детали или приспособления вынуть все болты из пазов стола и убрать их в установленное место. При снятии инструмента выбивать его следует только клином, специально предназначенным для этой цели и соответствующим по размерам конусу. Для выбивания нужно применять латунные, медные или незакаленные стальные молотки, чтобы предотвратить образование осколков, которые могут нанести травму рабочему.

При транспортировании заготовок и обработанных деталей, стропы следует размещать с учетом положения центра тяжести заготовок.

При пользовании стропом обращать внимание на находящееся на одном из его концов кольцо, где указана дата, до которой гарантируется прочность стропа. Использовать для транспортирования поврежденные стропы, а также проволоку или веревки запрещается.

Удалять стружку из обрабатываемого отверстия нужно только после остановки шпинделя и отвода инструмента. Для удаления мелкой стружки из глухих отверстий и полых заготовок следует применять специальные магнитные стружкоудаляющие устройства. Использование сжатого воздуха для выдувания стружки запрещается.

После настройки радиально-сверлильного станка нужно надежно зафиксировать его траверсу в требуемом положении.

Установку инструментов следует производить только при полном останове станка, остерегаясь порезов рук о режущие кромки. Нужно постоянно следить за надежностью и прочностью его крепления, а также центровки. Смену инструмента без остановки станка можно производить только при наличии специального быстросменного патрона.

Всегда нужно жестко и прочно крепить режущий и вспомогательный инструмент. Следить за тем, чтобы хвостовики инструментов и оправок были тщательно пригнаны к конусу шпинделя. Перед установкой инструмента обязательно следует осмотреть и протереть посадочные поверхности, забоины на этих поверхностях не допускаются.

При закреплении в сверлильном патроне инструмента конец его хвостовика должен упираться в дно гнезда патрона.

При нарезании резьб метчиками, особенно в глухих отверстиях, необходимо инструмент крепить в предохранительном патроне.

Установка заготовок и зажимных приспособлений:

1. Перед установкой заготовки на станок проверить состояние базовых поверхностей. Надежно закрепить заготовку на станке независимо от ее размера и массы, при закреплении пользоваться только исправным инструментом.

2. При установке заготовки на набор мерных подкладок использовать возможно меньшее их число по высоте.

3. Крепление заготовки производить в местах, имеющих сплошные опоры; такое крепление исключает возможность деформации и срыва заготовки в процессе обработки.

4. В качестве крепежных элементов необходимо применять высокие гайки, опорная поверхность которых закалена. Гайки со смятыми поверхностями не применять.

Приемы работы па сверлильном станке:

1. Перед остановом станка обязательно отвести инструмент от обрабатываемой детали.

2. При сверлении отверстий подачу врезания осуществлять вручную, а механическую подачу включать после полного входа в материал режущих кромок сверла.

3. При затуплении инструмента, его поломке, а также при выкрашивании кромок у твердосплавных режущих пластин остановить станок и заменить инструмент.

4. Сверление глубоких отверстий выполнять в два приема: вначале отверстие сверлить на глубину 5—6 диаметров обычным сверлом, затем на заданную глубину — удлиненным.

5. При обработке глубоких отверстий периодически выводить режущий инструмент из отверстия и очищать его кисточкой или щеткой от стружки и производить подачу СОЖ.

6. При сверлении полых заготовок или заготовок, у которых поверхность на выходе сверла расположена под углом к оси его вращения, применять автоматическую подачу и использовать фигурные подкладки.

7. При обработке отверстий в тонких пластинах и полосах необходимо закреплять их в специальных приспособлениях.

При наладке операции сверления необходимо обращать внимание на состояние режущего инструмента, надежное его крепление, своевременную смену и т. д.

Зенкерование применяют в основном для получистовой обработки просверленных, литых и кованых отверстий, изредка — для чистовой. Достигаемая при этом точность соответствует 9—12му квалитету, а шероховатость поверхности — 3,2— 6,3 мкм.

Зенкеры работают подобно сверлу при рассверливании отверстия. Поэтому многие причины отказов аналогичны причинам отказов при сверлении.

Развертывание применяют для окончательной обработки отверстий с малой шероховатостью и высокой точностью, производят после предварительной обработки сверлом, зенкером или расточным резцом.

Шероховатость отверстий после развертывания равна 0,63— 2,5 мкм, а точность достигает 7—8го квалитета.

Для получения повышенной точности обработки припуск снимают последовательно несколькими развертками.

Причинами неполадок, как правило, являются нарушения технологии обработки, неудовлетворительная наладка станка, неправильная эксплуатация инструмента и т. д.

4.2. Виды и причины износа электрических машин

Электрические машины чаще всего повреждаются из-за недопустимо длительной работы без ремонта (износ), из-за плохого хранения и обслуживания, из-за нарушения режима работы, на который они рассчитаны.

Все отказы можно разделить на две категории (по причине, повлекшей отказ) — электрические, механические.

К электрическим отказам относятся отказы по причине пробоя изоляции на корпус и между фазами, обрыва проводников в обмотке, замыкания между витками обмотки, нарушения контактов и соединений (паяных и сварных), недопустимого снижения сопротивления изоляции вследствие ее старения или чрезмерного увлажнения, нарушения межлистовой изоляции магнитопроводов, чрезмерного искрения в коллекторных машинах.

К механическим отказам относятся отказы по причине выплавки баббита в подшипниках скольжения, разрушения сепаратора, шариков или роликов в подшипниках качения, деформации вала ротора, образования глубоких дорожек на поверхности коллектора или контактных колец, ослабления крепления сердечников полюсов и статоров к станине, обрыва бандажей или их сползания, ослабления прессовки сердечников, ухудшения охлаждения машины из-за засорения охлаждающих каналов.

Неисправности и повреждения электрических машин, вызывающие отказ, не всегда удается обнаружить путем внешнего осмотра, так как некоторые из них (в основном электрические) носят скрытый характер и могут быть обнаружены только после соответствующих испытаний и разборки машины. Работа по предремонтному выявлению неисправностей и повреждений электрических машин называется дефектацией.

Рассмотрим характерные причины отказа электрических машин.

Пробой изоляции обмотки ротора на корпус приводит к медленному увеличению частоты вращения при пуске асинхронного двигателя. Ротор сильно нагревается даже при небольшой нагрузке. К тем же явлениям приводит нарушение изоляции между контактными кольцами и валом ротора.

Пробой изоляции между фазами приводит к короткому замыканию в обмотке. При коротком замыкании обмотки статора наблюдаются сильные вибрации двигателя переменного тока, которые прекращаются после отключения его от сети, сильное гудение, несимметрия токов в фазах, быстрый нагрев отдельных участков обмотки. В случае короткого замыкания обмотки фазного ротора наблюдается такой же эффект, как при нарушении изоляции между контактными кольцами и валом.

Обрыв проводников обмотки статора асинхронного двигателя вызывает несимметрию токов и быстрый нагрев одной из фаз (в крайнем режиме — обрыв фазы, ротор не вращается или его частота вращения мала, наблюдается сильный шум и быстрый нагрев двигателя).

Обрыв стержня короткозамкнутой обмотки ротора приводит к повышенным вибрациям, уменьшению частоты вращения под нагрузкой, пульсациям тока статора последовательно во всех фазах. Витковое короткое замыкание обмотки статора или ротора приводит к чрезмерному нагреву электрической машины при номинальной нагрузке.

Нарушение контактов, паяных или сварных соединений в асинхронных двигателях эквивалентно по своему проявлению обрыву витков, стержней короткозамкнутых обмоток или фазы обмотки в зависимости от места нахождения данного соединения.

Нарушение контакта в цепи щеток приводит к повышенному искрению между контактными кольцами и щетками.

Недопустимое снижение сопротивления изоляции может быть следствием сильного загрязнения изоляции, увлажнения и частичного разрушения, вызванных старением изоляции.

Нарушение межлистовой изоляции сердечников магнитопроводов приводит к недопустимому повышению температуры отдельных участков магнитопровода и всего магнитопровода в целом, повышенному нагреву обмоток, выгоранию части магнитопровода (пожар в стали).

Выплавка баббита в подшипниках скольжения и чрезмерный износ подшипников качения приводят к нарушению соосности валов электрической машины и механизма, к появлению эксцентриситета ротора. Выплавка баббита вызывает повышение вибраций электрической машины, которые не исчезают после отключения ее от сети.

Износ подшипников качения приводит к появлению больших сил одностороннего притяжения, в результате чего двигатель не развивает номинальной скорости, а его работа сопровождается сильным гудением. Повышенные вибрации могут являться также следствием нарушения уравновешенности вращаюшихся частей (ротора, полумуфт или шкива). Деформация вала ротора приводит к появлению эксцентриситета ротора и больших сил одностороннего притяжения.

Ослабление крепления полюсов и сердечников статоров приводит к повышенным вибрациям, исчезающим после отключения машины от сети.

Ослабление крепления листов магнитопровода вызывает шум и повышенные вибрации двигателя.

Засорение охлаждающих (вентиляционных) каналов приводит к недопустимому нагреву электрической машины или отдельных ее частей.

Выработка коллектора и контактных колец приводит к ухудшению коммутации, быстрому износу щеток и повышенному нагреву контактных колец и коллектора.

Одни и те же эффекты могут быть вызваны различными причинами. Это часто не позволяет однозначно назвать неисправность электрической машины по ее внешнему проявлению, а вынуждает ограничиться перечнем возможных неисправностей, которые будут уточняться при дефектации с целью последующего их устранения.

Заключение

В данной дипломной работе были рассмотрены и проанализированы следующие вопросы:

основные требования, предъявляемые к электрооборудованию радиально-сверлильного станка.

изучено электрооборудование, необходимое для работы радиально-сверлильного станка, проанализирована работа принципиальной схемы.

произведен расчет и выбор мощности электродвигателя радиально-сверлильного станка. Произведен проверочный расчет элементов силовой цепи, выбрана аппаратура защиты и управления.

произведен анализ неисправностей, возникающих при эксплуатации радиально-сверлильного станка, причины их возникновения и способы устранения неисправностей.

В графической части проекта представлена электрическая принципиальная схема управления электроприводом радиально-сверлильного станка. Описан принцип работы выбранного электрооборудования и всей схемы управления станка.

Работа над дипломным проектом позволила мне систематизировать и закрепить знания устройства и принципа работы электрического и электромеханического оборудования, а также закрепить навыки в расчете основных параметров электрического оборудования.

Схема принципиальная.cdw

Электродвигатель насоса охлаждения
Электродвигатель привода главного движения
Электродвигатель привода перемещения рукава
Выключатеель конечный
Выключатель "Аварийный стоп
Переключатель фиксации
Переключатель-разъединитель
Выключатель автоматический
Трансформатор понижающий
ВКР 13.02.11.20362.21
Организация технического обслуживания
и ремонта электрооборудования радиально-
свеерлильного станка 2К522
Схема электрическая

Общий вид.cdw

ВКР 13.02.11.20362.21.ГЧ
Организация технического обслуживания
и ремонта электрооборудования радиально-
сверлильного станка 2К522
электрических соединений