Đồ Án
Trang Bị Điện
Thiết kế hệ truyền động ăn dao
Máy mài 3A130
GVHD: Nguyễn Minh Thư SVTH: Nguyễn Văn Nghiêm

1.
………… o0o…………

Đồ án Thiết kế hệ truyền động ăn dao máy mài tròn
3A130
1
Đồ Án
Trang Bị Điện
Thiết kế hệ truyền động ăn dao
Máy mài 3A130
GVHD: Nguyễn Minh Thư SVTH: Nguyễn Văn Nghiêm

MỤC LỤC
Trang
CHƯƠNG I - GIỚI THIỆU VỀ MÁY MÀI TRÒN 3A1307
I. Đặc điểm công nghệ7
II. Các đặc điểm về truyền động điện và trang bị điện của máy mài 7
1. Truyền động chính9
2. Truyền động ăn dao10
3. Truyền động phụ10
III. Máy mài 3A 130.10
1. Giới thiết bị điện của máy11
2. Nguyên lý làm việc của sơ đồ11
3. Liên động và bảo vệ13
4.Đánh giá ưu nhược điểm của hệ thống truyền động khuếch đại từ - động cơ13

2. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống54
II. Nguyên lý làm việc của hệ thống56
1. Nguyên lý khởi động56
2. Nguyên lý điều chỉnh tốc độ56
3. Nguyên lý ổn định tốc độ58
CHƯƠNG V : XÂY DỰNG SƠ ĐỒ CÂU TRÚC CỦA HỆ TRUYỀN ĐỘNG59
2
Đồ Án
Trang Bị Điện
Thiết kế hệ truyền động ăn dao
Máy mài 3A130
GVHD: Nguyễn Minh Thư SVTH: Nguyễn Văn Nghiêm

I. Đặt vấn đề9
II. xây dựng Sơ đồ cấu trúc hệ thống 59
1. Mô tả toán học chỉnh lưu điều khiển.59
2. Mô tả toán học động cơ một chiều kích từ độc lập60
3. Bộ khuếch đại tỷ lệ và máy phát tốc62
4. xây dựng sơ đồ cấu trúc.62
CHƯƠNG VI : XÉT TÍNH ỔN ĐỊNH VÀ HIỆU CHỈNH HỆ THỐNG67
I. xây dựng đặc tính tĩnh67
1. Đặc tính cao nhất67
2. Đặc tính thấp nhât68
2. Kiểm tra chất lượng tĩnh69
II. Xét tính ổn định của hệ thống70
1. Tiêu chuẩn ổn định đại số70
2 Xét tính ổn định71
CHƯƠNG VII : Mô phỏng hệ thống và chạy trên phần mềm Matlab72
I. Giới thiệu phần mền simulink72
II. Hàm truyền của các khâu

Máy mài 3A130
GVHD: Nguyễn Minh Thư SVTH: Nguyễn Văn Nghiêm

Máy mài tròn có hai loại: máy mài tròn ngoài (h 2a), máy mài tròn trong (h
2b). Trên máy mài tròn chuyển động chính là chuyển động quay của đá mài; chuyển
động ăn dao là di chuyển tịnh tiến của ụ đá dọc trục (ăn dao dọc trục) hoặc di chuyển
tịnh tiến theo hướng ngang trục (ăn dao ngang) hoặc chuyển động quay của chi tiết
(ăn dao vòng). Chuyển động phụ là di chuyển nhanh ụ đá hoặc chi tiết v.v…
a) Máy mài tròn ngoài
b) Máy mài tròn trong
c) Máy mài mặt phẳng bằng biên đá
d) Máy mài mặt phẳng bằng mặt đầu (bàn chữ nhật)
e) Máy mài mặt phẳng bằng mặt đầu (bàn tròn)
Hình 1.2: Sơ đồ gia công chi tiết trên máy mài
1. Chi tiết gia công
2. Đá mài
3. Chuyển động chính
5
Đồ Án
Trang Bị Điện
Thiết kế hệ truyền động ăn dao
Máy mài 3A130
GVHD: Nguyễn Minh Thư SVTH: Nguyễn Văn Nghiêm

4. Chuyển động ăn dao dọc
5. Chuyển động ăn dao ngang.
Máy mài phẳng có hai loại: mài bằng biên đá (hình 2c) và mặt đầu (h 2d). Chi tiết
được kẹp trên bàn máy tròn hoặc chữ nhật. Ở máy mài bằng biên đá, đá mài quay tròn
và chuyển động tịnh tiến ngang so với chi tiết, bàn máy mang chi tiết chuyển động
tịnh tiến qua lại. Chuyển động quay của đá là chuyển động chính, chuyển động ăn dao

Ở máy cỡ nhỏ, truyền động quay chi tiết dùng động cơ không đồng bộ nhiều cấp
tốc độ (điều chỉnh số đôi cực) với D = (2 ÷ 4):1. Ở các máy lớn thì dùng hệ thống biến
đổi - động cơ một chiều (BBĐ-ĐM), hệ KĐT – ĐM có D = 10/1 với điều chỉnh điện
áp phần ứng.
6
Đồ Án
Trang Bị Điện
Thiết kế hệ truyền động ăn dao
Máy mài 3A130
GVHD: Nguyễn Minh Thư SVTH: Nguyễn Văn Nghiêm

Truyền động ăn dao dọc của bàn máy tròn cỡ lớn thực hiện theo hệ BBĐ-ĐM
với D = (20 ÷ 25)/1.
Truyền động ăn dao ngang sử dụng thuỷ lực.
b. Máy mài phẳng:
Truyền động ăn dao của ụ đá thực hiện lặp lại nhiều chu kỳ, sử dụng thuỷ lực.
Truyền động ăn dao tịnh tiến qua lại của bàn dùng hệ truyền động một chiều với phạm
vi điều chỉnh tốc độ D = (8 ÷ 10):1
3. Truyền động phụ:
Truyền động phụ trong máy mài và truyền động ăn di chuyển nhanh đầu mài,
bơm dầu của hệ thống bôi trơn, bơm nước làm mát thường dùng hệ truyền động xoay
chiều với động cơ không đồng bộ roto lồng sóc.
III. Máy mài 3A 130
1. Giới thiệu thiết bị điện của máy.
Trên máy có 6 động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc cấp điện áp ∆/Y-
220/380V và một động cơ một chiều quay chi tiết mài.
+ Động cơ ĐMN quay đá mài tròn ngoài kiểu A051-4 công suất 4,5kW, tốc độ
1440 vòng/phút.
+ Động cơ ĐT bơm thủy lực kiểu A042-6, (1,7kW-930 v/p).
+ Động cơ ĐML quay đá mài lỗ kiểu A0

, A
2
, A
3
. Ấn nút khởi động M
1
khởi động từ KT tác động,
động cơ ĐT bơm thủy lực và động cơ ĐD bơm dầu bôi trơn làm việc. Chọn chế độ
mài tròn ngoài hoặc mài lỗ do vị trí của hãm cắt HC
1
quyết định. Khi mài tròn ngoài,
tiếp điểm HC
1
39- 41 đóng, ấn nút khởi động M
2
, khởi động từ KMN tác động, động
cơ quay đá mài ngoài ĐMN làm việc. Khi mài lỗ, tiếp điểm HC
1
39- 45 đóng, ấn nút
M
2
khởi động từ KMT tác động, động cơ quay đá mài lỗ ĐML làm việc.
Động cơ quay chi tiết ĐC có hai chế độ làm việc:
Làm việc không tự động: Tiếp điểm của công tắc CT 49-51 đóng. Khống chế sự làm
việc của động cơ quay chi tiết ĐC bằng nút ấn khởi động M
Đ
và ngừng làm việc của
động cơ ĐC bằng nút dừng D
Đ
.

35-53 rơ le R
TG
và
công tắc tơ K
ĐC
mất điện. Khởi động từ H tác động, tiếp điểm H 50-56 đóng lại khép
mạc phần ứng động cơ vào điện trở hãm R
h
để hãm động năng.
Hệ thống khuếch đại động cơ có tác dụng điều chỉnh vô cấp tốc độ động cơ H.
Thay đổi tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động cơ. Điện
áp phần Ư
ư
trên phần ứng động cơ tỷ lệ với hiệu số điện áp theo công thức :
U
n
– U
w1
= U
ư
Trong đó: u
n
là điện áp phụ thuộc vào lưới điện.
U
w1
là điện áp trên cuộn dây công tác W1 của khuếch đại từ.
Muốn thay đổi Ư
ư
phải thay đổi U
w1

).
K là hệ số tỷ lệ.
Chiều dây quấn của w2 là chiều sao cho nếu điện áp U
z
lớn hơn điện áp U
ư
thì
dòng điện qua cuộn dây w2 sẽ từ hóa lõi thép khuếch đại từ. Nếu điện áp U
z
+ U
1
nhỏ
hơn điện áp U
ư
thì dòng điện qua cuộn dây w2 sẽ khử tù lõi thép. Khi di chuyển đầu
con trượt trên điện trở P về phía đầu 14 lõi thép được từ hóa.
Điện kháng của cuộn dây công tác w1 giảm làm cho điện áp rơi trên nó giảm.
Như vậy điện áp đặt vào động cơ tăng lên và tốc độ động cơ tăng. Nếu dịch chuyển
con trượt P về phía đầu 13 quá trình sẽ xảy ra ngược lại.
Điện áp phản hồi U
1
làm nhiệm vụ ổn định tốc độ động cơ. Nếu vì một lý nào
đó dòng điện phụ tải của động cơ H tăng lên điện áp U
ư
giảm làm cho tốc độ động cơ
giảm. khi đó dòng điện phía thứ cấp máy biến dòng TT tăng lên làm cho điện áp U
1
tăng.
Theo biểu thức tính toán thì sức từ động của cuộn dây khống chế w2 tăng từ
hóa lõi thép. Điện áp U

+ Độ chính xác không cao, tính trễ lớn
+ Kết cấu của sơ đồ còn cồng kềnh, chi phí đắt, không phổ biến.
Vậy để khắc phục được những nhược điểm trên mà vẫn đảm bảo yêu cầu của công
nghệ của máy ta phải thay thế bởi phương án truyền động mới.
10
Đồ Án
Trang Bị Điện
Thiết kế hệ truyền động ăn dao
Máy mài 3A130
GVHD: Nguyễn Minh Thư SVTH: Nguyễn Văn Nghiêm

11
1W2
2W2
1W2
1W2
1B
1B
H
A2
A3
A1
Ð1
th?y l?c
ch?y bom
Ð2
d?u
Ð3
mài
ngoài

KM
KMN
KMT
KH
Kdc
PO
Kdc
RN1 RN2 RN3 RN4 RN6RN5
RN1 RN2 RN3 RN4 RN6RN5 RN7
RN7
Đồ Án
Trang Bị Điện
Thiết kế hệ truyền động ăn dao
Máy mài 3A130
GVHD: Nguyễn Minh Thư SVTH: Nguyễn Văn Nghiêm

Chương II : THIẾT KẾ MẠCH LỰC HỆ TRUYỀN ĐỘNG
I. Giới thiệu Phương án truyền động dùng hệ T - Đ
Hệ T- Đ động cơ một chiều là hệ truyền động mà bộ biến đổi điện là các mạch
chỉnh lưu tirsistor dùng để làm nguồn điều chỉnh điện áp để cấp cho phần ứng hoặc
cho cuộn kích từ của động cơ.
Điện áp được điều chỉnh bằng cách biến đổi thời gian làm việc của van trong
khoảng thông. Trong thực tế ta dùng các loại van có điều khiển hạn chế, nghĩa là có
thể điều chỉnh thời điểm đầu của khoảng thông, nhưng không thể ngắt mạch khi dòng
điện chưa giảm về không. Do đó việc điều chỉnh điện áp bộ biến đổi van được thực
hiện bằng cách biến đổi thời điểm thông van. Việc rút ngắn thời hạn trạng thái thông
của van trong những khoảng dẫn được đặc trưng bởi góc thông α.
Trị số trung bình của điện áp và dòng điện bộ biến đổi được xác định bởi các
thông số của nó và sơ đồ nối dây. Trong thực tế có rất nhiều sơ đồ khác nhau tuy
nhiên theo nguyên lý và cách thiết lập, tất cả sơ đồ chia thành hai loại : các sơ đồ có

Hình 2.1 : Sơ đồ khối hệ truyền động T- Đ
Thay đổi điện áp điều khiển Uđk trên đầu vào của khối tạo xung, thời điểm tạo xung
sẽ thay đổi dẫn đến góc mở α thay đổi dẫn đến điện áp ra của chỉnh lưu đặt lê phần
ứng động cơ Ud thay đổi dẫn đến thay đổi được thông số đầu ra của động cơ
2. Đặc tính cơ của hệ thống
a. Chế độ dòng liên tục :
Phương trình đặc tính cơ
M
KK
RR
K
CosU
M
KK
RR
K
U
e
cl
e
do
e
cl
e
cl
.
.Φ
α.
.
.







+= 62,1
236
262
.65,082,0.
2
2
1
2
12
W
W
RRR
BA
R
ư
= 0,5.(1 – η ).
đm
đm
I
U
= = 0,5.0,15 .
01,4
220
= 4,11 ( Ω )

GVHD: Nguyễn Minh Thư SVTH: Nguyễn Văn Nghiêm

Theo ĐTCS (Võ Minh Chính) Tr 118 ta có:
dmR
dmV
sb
K
K
K =
Đảm bảo thoả mãn hệ số đập mạch ra
%)10%5( ÷=
dmR
K
chọn
%5=
dmR
K

Theo giả thiết :
34,13
05,0
667,0
===
dmR
dmV
sb
K
K
K


dmdmL

1
ωω
==

)(12,073,5.
50.2.2
134,13
.
.
1
2
1
2
mHR
m
K
L
t
dm
sb
=
−
=
−
=⇒
πω
Khi đó tốc độ không tải lý tưởng tùy thuộc vào góc điều khiển α.
me

m
−
+−−
Φ
=

γλλγαγαγ
ω
Khi làm việc ở chế độ dòng gián đoạn đường đặc tính cơ không là đường
thẳng mà là đường cong có độ cứng thấp hơn .
Biên giới vùng dòng điện gián đoạn là dòng phân cách giữa vùng dòng điện
liên tục và dòng gián đoạn chính là tập hợp đường trạng thái biên độ. Khi thay đổi gúc
α = ( 0
π
÷
) gần đúng là đường elip có các trục chính là trục tọa độ.
Họ đặc tính cơ như hình vẽ :
14
Đồ Án
Trang Bị Điện
Thiết kế hệ truyền động ăn dao
Máy mài 3A130
GVHD: Nguyễn Minh Thư SVTH: Nguyễn Văn Nghiêm

Hình 2.2 : Đặc tính cơ hệ truyền động T - Đ
3. Đánh giá chất lượng hệ thống
Ưu điểm :
- Tăng phạm vi điều chỉnh tốc độ.
- Nâng cao hệ số cos
ϕ

a. Sơ đồ chỉnh lưu hai nửa chu kỳ có biến áp trung tính
Sơ đồ mạch điện :
R
L
L
L
L
Hình 2.3: Sơ đồ chỉnh lưu hai nửa chu kỳ với biến áp trung tính
Theo sơ đồ hình 2.3, biến áp phải có hai cuộn dây thứ cấp với thông số giống
hệt nhau, có thể coi đây là sơ đồ chỉnh lưu một nữa chu kỳ hoạt động dịch pha nhau
180
0
.
Ở mỗi chu kỳ có một van dẫn cho dòng điện chạy qua. Cho nên cả hai nữa chu
kỳ sóng điện áp tải trùng với điện áp cuộn dây có van dẫn. điện áp tải đập mạch trong
hai nữa chu kỳ, có tần số đập mạch bằng hai lần tần số điện áp xoay chiều. Hình dạng
các đường cong điện áp và dòng điện tải, dòng điện các van bán dẫn I1, I2 và điện áp
trên van T1 khi tải điện cảm
16
Đồ Án
Trang Bị Điện
Thiết kế hệ truyền động ăn dao
Máy mài 3A130
GVHD: Nguyễn Minh Thư SVTH: Nguyễn Văn Nghiêm

Hình 2.4: Giản đồ dòng điện và điện áp
Ưu điểm, nhược điểm của sơ đồ : so với chỉnh lưu nữa chu kỳ chỉnh này có chất
lượng điện áp tốt hơn. Dòng điện qua van không lớn, tổng điện áp rơi trên van nhỏ.
Đối với chỉnh lưu có điều khiển thì sơ đồ này việc điều khiển các van tương đối đơn
giản. Tuy vậy việc chế tạo máy biến áp với hai cuộn dây thứ cấp giống nhau mà mỗi

vào tính chất của tải). Đến nữa chu kỳ sau, điện áp đổi dấu (U
AB
<0), anot của Tiristor
T
3
dương, catot T
4
âm, nếu có xung điều khiển cho cả hai van T
3
,T
4
đồng thời thì các
van này sẽ được dẫn để đặt điện áp lưới lên tải, với điện áp một chiều trên tải có chiều
trùng với nữa chu kỳ trước.
Mạch chỉnh lưu cầu một pha có thể không dùng máy biến áp, giá trị điện áp
trung bình một chiều ra tải, nếu tăng giá trị góc điều khiển
α
thì điện áp trung bình sẽ
giảm, ngược lại nếu giảm góc điều khiển
α
thì điện áp trung bình sẽ tăng, giá trị điện
áp trung bình ra tải là
0d
U
ứng với
0
=
α
dòng điện trung bình qua tải
d

Hình 2.7. Sơ đồ mạch động lực
19
T1 T2
T3 T4
D0
Rh
CK
ÐC
KC
KC
Đồ Án
Trang Bị Điện
Thiết kế hệ truyền động ăn dao
Máy mài 3A130
GVHD: Nguyễn Minh Thư SVTH: Nguyễn Văn Nghiêm

Diốt D0 có tác dụng : giảm độ nhấp nhô của điện áp và dòng điện tải; tăng
hiệu suất của bộ chỉnh lưu; không cho phép chế độ nghịch lưu phụ thuộc.
Tính chọn các thiết bị mạch lực
Sơ đồ nguyên lý mạch lực :
T1 T2
T3 T4
R L
U1
E
U2
Các thông số của động cơ một chiều quay chi tiết :
P
đm
= 0,75 kW, n

=−=−=
U
R
η
(Ω)
Điện cảm mạch phần ứng động cơ được xác định theo công thức Umanxki – Lindvit :

0026,0
01,4.2500.2.2
60.220
.25,0
2
60.
.
dmdm
dm
u
===
ππ
γ
Inp
U
L
(H) = 2,6 (mH)
γ = 0,25 là hệ số lấy cho động cơ có cuộn bù; p = 2 là số cặp cực
a. Tính chọn máy biến áp :
Tra bảng 2-1 trang 81 sách ĐTCS Võ Minh Chính

( )
VU

d
45,4.11,1
max2
==
( )
A
K
I
I
ba
94,4
244
220
45,4
2
1
===
Công suất biểu kiến của máy biến áp :
( )
VAIUkPkS
đđsđs
108501,4.220.23,1
maxmax
====
Số vòng dây của cuộn sơ cấp :

Tdm
QBf
U
f

.
cm
fm
S
KQ
QT
===
23610.
5,1.28.50.44,4
220
44,4
4
1
1
===
BQf
U
W
T
(vòng)
Mặt khác:
2
1
2
1
W
W
U
U
=

Trang Bị Điện
Thiết kế hệ truyền động ăn dao
Máy mài 3A130
GVHD: Nguyễn Minh Thư SVTH: Nguyễn Văn Nghiêm

Y H
C
a
b
Hình 2.8: Sơ đồ kết cấu lõi thép máy biến áp
Suy ra :
( ) ( )
mmcm
Q
a
T
2436,2
5
28
5
====
Chọn :
( )
2
/5,2 mmAJ =
( )
2
1
1
973,1

( )
mm
S
d 51,1
.4
2
2
==
π
Chọn : d
2
= 1,56mm, d
2cd
= 1,645 mm
d
1
= 1,6 mm, d
1cd
= 1,685 mm
Chọn chiều dày cách điện
( )
mm
cd
1=
δ
Tính số vòng dây của cuộn sơ cấp trên mỗi lớp :
412
685,1
3
2

236
1
1
===
lop
W
W
SL
S
s
(lớp)
Bề dày cuộn dây sơ cấp :
( )
mmdSLB
cdSs
11,10685,1.6.
1
===
Tính số vòng dây của cuộn thứ cấp trên mỗi lớp :
22
Đồ Án
Trang Bị Điện
Thiết kế hệ truyền động ăn dao
Máy mài 3A130
GVHD: Nguyễn Minh Thư SVTH: Nguyễn Văn Nghiêm

422
645,1
72
21/

===
lopW
W
SL
T
T
(lớp)
Bề dày cuộn dây thứ cấp :
( )
mmdSLB
cdTT
52,11645,1.7.
2
===
Tổng bề dày các cuộn dây :
B = B
s
+ B
T
+…+ cd
t
+ cd
n
+ cd
12
Trong đó : cd
t
, cd
n
– bề dày ccsh điện trong cùng và ngoài cùng.

2
1
===

Với k
hd
- hệ số xác định dòng điện hiệu dụng (CL cầu 1 pha ĐKĐX chọn k
hd
=
2
1
)
Cần chọn Tiristor có : I
đmT
= k
i
I
T
= 1,2.2,84 = 3,408 (A)
Ta chọn hệ số dự trữ điện áp và dòng điện k
dtU
= 1,6 ; k
i
= 1,2
Từ các thông số U
nv
, I
đmT
ta chọn loại Tiristor TLS106-6 với các thông số :
Ký hiệu

Đồ Án
Trang Bị Điện
Thiết kế hệ truyền động ăn dao
Máy mài 3A130
GVHD: Nguyễn Minh Thư SVTH: Nguyễn Văn Nghiêm

Trong đó :
U
n
– Điện áp ngược cực đại; Ir – Dòng điện rò.
I
đm
– Dòng điện làm việc cực đại; ∆U- Sụt áp trên Tiristor ở trạng thái dẫn.
I
pik
– Dòng điện đỉnh cực đại; dU/dt – Đạo hàm điện áp.
Ig - Dòng điện xung điều khiển; t
cm
- Thời gian chuyển mạch.
Ug – Điện áp xung điều khiển; T
max
– Nhiệt độ làm việc cực đại.
Ih - Dòng điện tự giữ.
c. Tính chọn các thiết bị bảo vệ
Các tiristor là các linh kiện bán dẫn công suất lớn nên cần được bảo vệ tốt khi chúng
làm việc trong mạch điện, chống các sự cố bất ngờ. Đối với các hệ thống dùng tiristor
có 2 loại bảo vệ:
- Bảo vệ các tiristor khỏi bị hỏng. Đó là các bảo vệ khỏi quá tải, ngắn mạch khỏi quá
áp và độ tăng trưởng dòng quá mức.
- Bảo vệ hệ tiristor không bị ảnh hưởng của nhiễu bên ngoài cũng như không gây

R2 C2
CC
Hình 2.10 : Mạch R-C bảo vệ điện áp từ lưới
Tính chọn Diot đệm : (Thoả mãn điều kiện)
( )
VUUUU
dKAngAK
244(
maxmax
=≥<

( )
AII
dD
41,3
0
=≥
Ta chọn Diot B – 10 Liên Xô cũ chế tạo.
d. Tính chọn cuộn kháng lọc
Chọn góc mở cực tiểu α
min
= 10
0
. Với góc α
min
là dự trữ để có thể bù được sự giảm
điện áp lưới. Khi góc mở nhỏ nhất α = α
min
thì điện áp trên tải lớn nhất : U
dmax