Электропривод токарных станков

Содержание

                                                                                                                               

Введение……….……………………………………………………………..……3

1.Электропривод токарных станков…………………………………………..…6

1.1Электропривод токарно-винторезного станка 1К62………………….9

1.2Электропривод токарно-револьверного  станка 1П365…………..….10

1.3Электропривод токарно-карусельного  станка модели 1565..............11

2. Электрооборудование  и электрическая принципиальная  схема радиально-сверлильного станка модели 2А55……………………………………………..12

Список использованных источников....………………………………………..16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Роль автоматизированного  электропривода в современных гибких производственных системах исключительно  велика. Он является неотъемлемой частью гибких производственных систем и в значительной степени обусловливает их технический уровень.

Приводы станков предназначены  для преобразования электрической  энергии в механическую при заданных параметрах: пути, скорости и ускорения.

Электроприводы выпускаются промышленностью с изменяемой и неизменяемой частотой вращения вала двигателя.

По роду регулируемой величины различают регулируемый и  следящий электроприводы.

Следящим называется электропривод, в котором угол поворота вала электродвигателя меняется по заданному закону.

Характерная особенность  станочного следящего электропривода состоит в том, что его составной  частью является регулируемый привод.

Электропривод состоит  из следующих узлов: двигателя, преобразователя  и трансформатора. Двигатель преобразует электрическую энергию в механическую. Преобразователь, состоящий из силовых элементов и системы управления, формирует напряжение, подаваемое на двигатель. Трансформатор согласует напряжение питающей сети с напряжением двигателя. В зависимости от типа применяемого преобразователя, который может быть тиристорным или транзисторным, различают типы приводов – тиристорные и транзисторные

В приводах как постоянного, так и переменного тока применяют  и тиристорные и транзисторные  преобразователи. В приводах постоянного тока тиристорные преобразователи строятся по системе «управляемый выпрямитель». В этом случае преобразователь выполняет две функции: выпрямление напряжения и регулирование его величины.

Тиристорные преобразователи  в приводах переменного тока и транзисторные преобразователи как в тех, так и в других приводах строятся по системе «выпрямитель-инвертор». В выпрямителе переменное напряжение преобразуется в постоянное (как правило, неизменного уровня). В инверторе регулируется величина напряжения, подаваемого на двигатель путем изменения соотношения времени подключения двигателя к источнику напряжения и паузы. Преобразователь, построенный по такому принципу, называется широтно-импульсным. Наибольшее распространение получил тиристорный электропривод постоянного тока, имеющий высокую надежность и большую мощность. Однако транзисторные электроприводы, хотя и уступают тиристорным по мощности и надежности, имеют высокие динамические и энергетические показатели. В настоящее время тразисторные электроприводы постоянного тока применяются в весьма ограниченном диапазоне мощностей и в тех случаях, когда они по каким-либо причинам не могут быть заменены тиристорными. Они вытесняются приводами с вентильными или асинхронными двигателями. Применение этих двигателей, а также современной микроэлектроники и микропроцессорной техники позволило создать бесконтактные электроприводы повышенной надежности с техническими характеристиками, превосходящими аналогичные в приводах постоянного тока.

В структуре регулируемого привода отсутствует УЧПУ и датчик положения. Регулируемый привод применяется как в станках с ЧПУ (в тех случаях, когда необходимо изменять скорость), так и в станках без ЧПУ.

Основную функцию в электроприводе – преобразование электрической  энергии в механическую - выполняет электрический двигатель. От параметров электрического двигателя зависит технический уровень электропривода и станка. Требования, предъявляемые к приводам станков с ЧПУ, не могли выполняться на базе двигателей общепромышленных серий, поэтому для них разработаны специальные электродвигатели различных серий. Эти двигатели отличаются быстродействием, высокой надежностью, малыми габаритными размерами, большой перегрузочной способностью и точностью.

К специальным электродвигателям  относятся малоинерционные, высокомоментные и вентильные.

Специальные электродвигатели имеют  ряд вспомогательных и информационных устройств: тормоз, тахогенератор, датчики  перемещения, температуры.

В регулируемый привод кроме силовой  части, построенной на тиристорах или  транзисторах, входит система управления важнейшими элементами, которой являются регуляторы тока и скорости.

Регуляторы тока и скорости и  соответствующие им датчики формируют  требуемый закон управления; другие виды датчиков, например, датчики температуры, предохраняют элементы привода от выхода из строя.

В следящие электроприводы станков  с ЧПУ помимо указанных элементов  входят датчики перемещения, сигналы  которых обрабатываются измерительными преобразователями.

В станкостроении помимо электроприводов, изменяющих скорость или перемещение по заданному закону, существуют электроприводы, изменяющие по требуемому закону различные технологические параметры, такие, как усилие резания, уровень вибрации, момент резания и др. К ним относятся адаптивные электроприводы.

Из приведенного описания следует, что эдектромеханический привод представляет собой сложное соединение большого числа элементов, охваченных системой обратных связей. Для успешной его эксплуатации все элементы должны быть динамически и информационно согласованы между собой, а также с механической системой станка

 

 

 

 

1.Электропривод токарных станков

 

Для получения выгодной скорости резания на токарных станках  следует иметь ее изменения в  диапазоне от 80:1 до 100:1. При этом желательно иметь по возможности плавное ее изменение с тем, чтобы во всех случаях обеспечить наиболее выгодную скорость резания. Диапазоном регулирования называется отношение максимальной угловой скорости (или частоты вращения) к минимальной, а для станков с поступательным движением отношение линейных скоростей максимальной к минимальной.

Для станков токарной группы, в  которых главное движение является вращательным, требуется обычно постоянство  мощности в большей части диапазона  изменения скоростей и только в области малых скоростей  — постоянство момента, равного наибольшему допустимому по условию прочности механизма главного движения. Малые частоты вращения предназначаются для специфических видов обработки: нарезания резьбы метчиками, обточки сварных швов и др.

В главных приводах токарных и карусельных  станков широкого назначения малых  и средних размеров основным типом  привода является привод от асинхронного короткозамкнутого двигателя.

Асинхронный двигатель  конструктивно хорошо сочетается с коробкой скоростей станка, надежен в эксплуатации и не требует специального ухода.

На токарных станках  при постоянной частоте вращения шпинделя при изменением диаметра обработки dобр будет изменяться скорость резания, м/мин: vz = π х dобр х nшп/1000 Следовательно, частота вращения шпинделя станка определяется двумя факторами - диаметром do6p и скоростью резания vz. Рациональное использование станка требует изменения частоты вращения шпинделя при изменении технологических факторов.

Для наиболее полного использования режущего инструмента и станка обработка изделий должна производиться при так называемой экономически выгодной (оптимальной) скорости резания, которая при работе станка с соответствующей подачей и глубиной резания должна обеспечить обработку детали с необходимой точностью и чистотой поверхности при минимальных приведенных удельных затратах на обработку, производительность при этом будет несколько ниже наибольшей возможной.

Ступенчатое механическое регулирование угловой скорости на токарных станках, осуществляемое переключением шестерен коробки скоростей, не обеспечивает для разных диаметров обработки наиболее выгодную скорость резания. Следовательно, станок при изменении диаметра обрабатываемой детали не может обеспечить высокую производительность. Кроме того, коробка скоростей представляет собой довольно сложную и громоздкую конструкцию, стоимость которой возрастает с увеличением числа ступеней.

В токарных станках малых  размеров пуск, остановка и изменение направления вращения шпинделя часто производятся с помощью фрикционных муфт. Двигатель при этом остается подключенным к сети и вращается в одном направлении.

Для главного привода  некоторых токарных станков применяются  многоскоростные асинхронные двигатели. Использование такого привода целесообразно, если оно приводит к упрощению коробки скоростей или когда требуется переключение скорости шпинделя на ходу. .

Тяжелые токарные и токарно-карусельные станки, как правило, имеют электромеханическое ступенчато-плавное регулирование скорости главного привода с использованием двигателя постоянного тока.

Сравнительно простая коробка  скоростей таких станков дает две - три ступени угловой скорости, а в интервале между двумя ступенями осуществляется в диапазоне (3 - 5) : 1 плавное регулирование угловой скорости двигателя изменением его магнитного потока. Это, в частности, обеспечивает возможность поддерживать постоянство скорости резания при точении торцевых и конусных поверхностей.

Плавность регулирования определяется соотношением скоростей на двух соседних участках регулирования. Плавность  регулирования в значительной степени  влияет на производительность станка, так как оптимальная скорость резания зависит от твердости обрабатываемого материала, свойств материала и геометрии режущего инструмента, а также от характера обработки. На одном и том же станке могут обрабатываться детали разных размеров, из различных материалов и различными инструментами, что является причиной изменения режимов резания.

Особенность электропривода токарно-карусельных  станков является большой момент сил трения в начале пуска (до 0,8 Мном) и значительный момент инерции планшайбы  с деталью, превышающий на высоких  механических скоростях в 8 - 9 раз момент инерции ротора электродвигателя. Применение в этом случае электропривода постоянного тока обеспечивает плавный пуск с постоянным ускорением.

В цехах машиностроительных заводов  обычно нет сети постоянного тока, поэтому для питания двигателей тяжелых станков устанавливают отдельные преобразовательные устройства: электромашинные (система Г - Д) или статические (система ТП - Д).

Бесступенчатое электрическое  регулирование скорости (двухзонное) применяют при автоматизации станков со сложным циклом работы, что позволяет легко переналаживать их на любые скорости резания (например, некоторые токарно-револьверные автоматы).

Бесступенчатое электрическое регулирование скорости главного привода используется также для некоторых прецизионных токарных станков. Но во всех этих случаях диапазон регулирования скорости при постоянстве мощности нагрузки не превышает (4 - 5) : 1, в остальной части диапазона регулирование ведется при постоянстве момента нагрузки.

Привод подачи небольших  и средних токарных станков чаще всего осуществляется от главного двигателя, что обеспечивает возможность нарезания резьбы. Для регулирования скорости подачи применяются многоступенчатые коробки подач. Переключение ступеней производится вручную или с помощью электромагнитных фрикционных муфт (дистанционно).

В некоторых современных  тяжелых токарных и карусельных  станках для привода подачи используется отдельный широкорегулируемый электропривод  постоянного тока. Угловая скорость двигателя изменяется в диапазоне  до (100 - 200) : 1 и более. Привод выполняется  по системе ЭМУ - Д, ПМУ - Д или ТП - Д.

Для вспомогательных  приводов токарных станков (ускоренное перемещение каретки суппорта, зажима изделия, насоса охлаждающей жидкости и др.) применяются отдельные короткозамкнутые асинхронные двигатели.

На. современных токарных, токарно-винторезных и револьверных станках широко применяется автоматизация вспомогательных движений, а также дистанционное управление механизмами станка.

 

1.1.Электропривод токарно-винторезного станка 1К62

 

Привод шпинделя и  рабочей подачи суппорта осуществлен от асинхронного короткозамкнутого двигателя мощностью 10 кВт. Регулирование угловой скорости шпинделя производится переключением шестерен коробки скоростей с помощью рукояток, изменение продольной и поперечной подач суппорта.- переключением шестерен коробки подач также посредством соответствующих рукояток.

Для быстрых перемещений  суппорта служит отдельный асинхронный  двигатель мощностью 1,0 кВт. Включение  и выключение шпинделя станка, а  также его реверсирование производится с помощью многодисковой фрикционной муфты, которая управляется двумя рукоятками. Включение механической подачи суппорта в любом направлении производится одной рукояткой.

1.2.Электропривод токарно-револьверного станка 1П365

 

Особенностью токарно-револьверных станков является автоматическое переключение скорости шпинделя и подачи без остановки станка, которое производится с помощью электромагнитных муфт, встроенных в коробку скоростей и коробку подач.