Кр коэффициент, учитывающий действительные условия резания, принимаем по ( ) Кр =1;
х,у,nпоказатели степени, зависящие от свойств обрабатываемого материала,инструмента и вида обработки,принимаем по ( ) х=1 ; у=0,75 ; n= 0,15;
Fz=10 150 51 20.75 37.40.15 1= 7326Н
По формуле ( 1 ) определяем мощность резания:
Рz=7326 37.4 / 1020 60 = 4.47 кВт
Производим расчет мощности насоса охлаждения Рнасоса, кВт,по формуле:
=K3 ( pgQ(Hc+ H)/ ном) 103, ( 6 )
где р – плотность перекачиваемой жидкости, кг/м3, принимаем р=1000 кг/м3;
g ускорение свободного падения, м/с2,g=9,81 м/с2;
Qпроизводительност,м3/с, по паспарту станка
Q=0,00032 м3/с;
Нсстатический напор, м, принимаем равным высоте станка, Нс=1,505м;
Н потеря напора, м, принимаем по паспорту
Н=0,5Нc, Н=0,75 м;
Кз коэффициент запаса, принимаем по ( ) Kз=l,2;
ном номинальный КПД станка,принимаем по ном =0,7.
Рнасоса =1,2 (1000 9,81 0,00032 (1,505+0,75)/0,7) 103=0,012кВт
Мощность на валу двигателя станции смазки Рдв1, кВт, определяем по формуле:
Рдв1 = K3QH103 / нас ( 7 )
где Q – производительность насоса, м3 /с;
Н – давление масла в гидросистеме,Н/м2;
Кз –коэффициент запаса, о.е.
нас– коэффициент полезного действия насоса, о.е.
По ( ) принимаем Кз = 1,2, нас = 0,8 Q=0.0004 м3 /с, Н = 196200Н/м2
Рдв1 = 1,2 0,0004 196200 103/0,8 = 0,11 кВт
Мощность привода быстрого хода принимаем из паспорта станка, Рдв2 =0,37 кВт.
2 Электротехническая часть
2.1 Схема управления и ее элементы до модернизации
Технические данные элементов схемы сводим в таблицу 2
Таблица 2
| Обозначение на схеме | Наименование | Тип | Количество |
| М1 | Электродвигатель Р=5,0 кВт, n=1500 об/мин | 4АМI32М8/4У3 | 1 |
| М2 | Электродвигатель Р=0.37 кВт, n=1500 об/мин | ДПТП224СIУ3 | 1 |
| М3 | Электронасос Р=0.12кВт, n=3000 об/мин | X1422МУХЛ4 | 1 |
| М4 | Электродвигатель Р=0.12 кВт, n=3000 об/мин | Комплектно со станцией смазки С4814 | 1 |
| Р | Измеритель I=10 AU=380В | Э8031 У3 | 1 |
| R1 | Резистор | ПЭВ7.5150 Ом | 1 |
| S1 | Переключатель | ПКП256107ПУ3 | 1 |
| S2 | Выключатель | В сборе со светильником | 1 |
| S3S5 | Выключатель | ВП15Д21622154У23 | 3 |
| S6 | Выключатель | КЕ191У3 | 1 |
| S7 | Выключатель | КЕ181У2 | 1 |
| S8 S9 | Переключатель | ПКУ311С2071У3 | 2 |
| S10 | Выключатель | ВПК 2010У4 | 1 |
| S11 | Переключатель | ПЕ061У3 | 1 |
| SA | Микропереключатель | МП1104ЛУХЛ3 | 1 |
| SQ | Выключатель | ВП16Г23Б231 | 1 |
| T | Трансформатор | ОСМ10,4У3 | 1 |
| V1V4 | Диод | Д243 | 1 |
| V5,V6 | Диод | Д226 В | 1 |
| Y1 | Муфта электромагнитная | ЭТМ0841Н2 | 1 |
| Y2 | Муфта электромагнитная | ЭТМ0862В | 1 |
| КТ | Реле | РВП72312100У4 | 1 |
| К1 | Пускатель магнитный | П6111УХЛ4Б | 1 |
| К2К6 | Реле | РП21003УХЛ4 | 5 |
| К7,К8 | Пускатель магнитный | ПМА3102УХЛ4 | 2 |
| К9,К10 | Пускатель магнитный | П6111УХЛ4Б | 2 |
| К11 | Реле | РП21003УХЛ4 | 1 |
| F1 | Выключатель I=31,5A | АЕ2056М110У3 | 1 |
| F3,F4 | Реле I=16A | ТРН25УХЛ4 16 | 2 |
| F2 | Реле I=0,4A | ТРН25УХЛ 0,4 | 1 |
| F5F7 | Предохранитель Iвст =6А | ПРС 6У3 | 3 |
| F8 | Предохранитель Iвст =2А | ПРС 6У3 | 1 |
| F9,F10 | Предохранитель Iвст =4А | ПРС 6У3 | 2 |
| F11 | Предохранитель Iвст =2А | ПРС 6У3 | 1 |
| F12,F13 | Предохранитель Iвст =2А | ПРС 6У3 | 2 |
| F14,F15 | Предохранитель Iвст =1А | ПРС 6У3 | 2 |
| ЕL | Лампа | МО2440У3 | 1 |
| AT | Модуль времени | Э53507.000.000 | 1 |
| C1,C2 | Конденсатор 0,51 мкф | МБГ22000,51 | 2 |
2.2 Анализ системы электропривода и схемы управления
Электропривод токарно-винторезного станка 16Б16П питается от сети переменного напряжения 380 В.
Напряжение цепи управления 110 В переменного тока, напряжение цепи управления электромагнитными муфтами 24 В постоянного тока .Напряжение цепи местного освещения 24 В переменного тока, цепи сигнализации 29 В переменного тока.
Электропривод станка состоит из четырех трехфазных асинхронных электродвигателей:
привода шпинделя типа 4АМI32М8/4У3 мощностью 5 кВт, n=1500 об/мин, U=380 В;
привода быстрых перемещений каретки и суппорта типа ДПТП224СIУ3 мощностью 0,37 кВт, n=1500 об/мин, U=380 В;
привода насоса охлаждающей жидкости типа X1422МУХЛ4 мощностью 0,12 кВт, n=3000 об/мин,U=380 В;
привода насоса смазки,в комплекте со станцией смазки С4814 мощностью 0,12 кВт, n=3000 об/мин,U=380 В;
Электродвигатели установленные на станке имеют низкий коэффициент полезного действия, и создают много шума в работе.
Коробка скоростей главного привода станка имеет две электромагнитные муфты, посредствам которых осуществляется пуск и торможение шпинделя станка.
Органы управления станком сосредоточены в шкафу управления.
На станке размешается пульт управления . На нем находятся следующие кнопки:
рукоятка включения электрооборудования станка в сеть;
рукоятка включения насоса охлаждения;
рукоятка переключения скорости главного электродвигателя;
кнопка включения ускоренных ходов каретки и суппорта;
рукоятка пуска станка и реверсирования шпинделя;
кнопка аварийная;
кнопка пуска главного электродвигателя;
Также на пульте управления находится сигнальная лампа HL2, сигнализирующая наличие питания сети и HL1,сигнализирующая наличие питания трансформатора.
Установленные автоматические выключатели устарели и не отвечают требованиям безопасности . Они нуждаются в замене на более современные с лучшими характеристиками.
Необходимая скорость вращения двигателя М1 главного привода задается установкой переключателя S1 в положение 1 –первая, малая скорость, или в положение 2 –вторая скорость.
Установкой рукоятки вводного выключателя F1 в положение 1 электрооборудование станка подключается к питающей сети и включается сигнальная лампа НL1.
При воздействии на кнопку управления S7 включается реле К2, К3,КТ и магнитные пускатели К1, К7 . Магнитный пускатель К7 включает электродвигатель М1 главного привода, а магнитный пускатель К1 –электродвигатель М4 станции смазки.
После запуска электродвигателя М1 могут быть включены: переключателем S11 –магнитный пускатель К10 электронасоса охлаждения М3, а рукояткой управления, левой или правой –шпиндель станка. Перемещение каретки может происходить независимо от запуска электродвигателя М1; кнопкой управления S10 включается магнитный пускатель К9 электродвигателя М2 быстрых перемещений каретки и суппорта.
Работа одновременно двумя рукоятками управления, например, включение шпинделя правой рукояткой, а отключение левой –невозможно.
Если одной из рукояток шпиндель включен –вторая рукоятка никакого действия на работу привода не оказывает, так как, если работает правой рукояткой, реле К2 оказывается отключенным, а при работе левой рукоятки отключается реле К3 . Но, если обе рукоятки находятся в нейтральном положении и реле К2 и К3 включены, то начинать работу можно любой рукояткой управления.
Для останова шпинделя рукоятку управления следует перевести из положения 3 в положение 2 “Шпиндель стоп”.При этом контакты переключателя s9 в цепях 3 и 5 замыкаются и включается реле КЗ, а контакт в цепи 9 размыкается и отключает реле К4 и через него К6 . Контакт К6 в цепи 25 отключает электромагнитную муфту Y1, а в цепи 27 включает электромагнитную муфту Y2 . Шпиндель тормозится и останавливается, но электродвигатель М1 продолжает вращаться в прямом направлении . После останова шпинделя реле К11 отключается и отключает электромагнитную муфту Y2.
При торможении реле К11 включается и отключается с помощью модуля времени АТ . Время торможения шпинделя задается в пределах 2…3 секунды и регулируется потенциометром модуля времени АТ1.
Чтобы включить обратный ход шпинделя “Шпиндель назад “, рукоятку управления следует перевести из положения 2 “Шпиндель стоп “ в положение 1 “Шпиндель назад”. При этом контакты переключателя S9в цепях 3 и 5 размыкаются и реле КЗ отключается, а контакт S9 в цепи 10 замыкается и включает реле К5.
При включении реле контакт К5 в цепи 13 размыкается и отключает магнитный пускатель К7 хода вперед электродвигателя М1 главного привода, контакт К5 в цепи 15 замыкается, включает магнитный пускатель К8 хода назад, и электродвигатель М1 начинает вращаться в обратном направлении .Другой контакт реле К5 в цепи 12 включит реле К6.
Контакт К6 в цепи 25 замыкается, включает электромагнитную муфту Y1, и шпиндель станка начинает вращаться в обратном направлении.
Для останова шпинделя рукоятку управления из положения 1 следует перевести в положение 2 “Шпиндель стоп” . При этом контакты переключателя S9в цепях 3 и 5 замыкается и включается реле КЗ, контакт S9 цепи 10 размыкается и отключается реле К5 . Обесточенное реле К6отключает электромагнитную муфту Y1 и включает электромагнитную муфту Y2 . При отключении реле К5 магнитный пускатель К8 остается включенным и двигатель М1 продолжает вращаться в обратном направлении.
При управлении шпинделем станка правой рукояткой управления команда“Шпиндель вперед“ или “Шпиндель назад“ подается переключателем S8 . При подаче этих команд переключателем S8 реле К2 отключается, а реле К3 остается включенным . В остальном действие электросхемы аналогично действию при управлении шпинделем станка левой рукояткой управления.
Релейноконтакторная схема используемая для управления станком 16Б16П обладает следующими недостатками: