Thuyết minh nguyên lý làm việc của các máy công nghiệp
Copyright by NguyenVanToan
đ
1
Chơng I
Trang bị điện TĐH cho nhóm máy tiện
Đ1.1. Giới thiệu chung và phân loại máy tiện
I. Chức năng, công dụng của máy tiện:
Máy tiện là một loại máy cắt gọt kim loại. Các chi tiết sau khi gia công trên máy tiện có
hình dáng gần đúng yêu cầu (gia công thô) hoặc thoả mn phần nào yêu cầu về độ chính
xác của kích thớc và độ bóng bề mặt.
Trên máy tiện có thể thực hiện nhiều nguyên công tiện:
- Tiện trụ ngoài
- Tiện trụ trong
- Tiện côn
- Tiện định hình
Ngoài ra nếu sử dụng các dụng cụ cắt khác nh mũi khoan, doa thì còn có thực hiện
một số nguyên công khác nh khoan, doa, tiện ren, taro ren
II. Phân loại máy tiện:
Nhóm máy tiện có thể phân loại theo những đặc điểm sau:
Theo công dụng:
Máy tiện vạn năng:
- Máy tiện chuyên trách
- Máy tiện ren
- Máy tiện mặt đầu.
Máy tiện chuyên dùng: Thực hiện một nguyên công nào đó.
Đ1.2. các chuyển động trên máy tiện và yêu cầu TBĐ cho các hệ truyền
động
Các chuyển động trên máy tiện gồm hai nhóm cơ bản:
- Chuyển động cơ bản:
Chuyển động chính: là chuyển động quay tròn của chính
Chuyển động ăn dao: Là chuyển động tịnh tiến của bàn dao có gá dao
- Chuyển động phụ: Bao gồm các chuyển động: bơm dầu bôi trơn, bơm nớc làm mát,
di chuyển nhanh bàn dao, chuyển động nâng, hạ, kẹp xà
Yêu cầu TBĐ cho các TĐ cơ bản trên máy tiện
1. Chuyển động chính:
TĐ chính cần phải đảo chiều quay để đảm bảo quay chi tiết cả hai chiều ở chế độ xác lập
hệ thống TĐ điện phải đảm bảo độ cứng đặc tính cơ trong phạm vi điều chỉnh tốc độ với sai
số nhỏ hơn 10% khi phụ tải thay đổi từ 0 đến định mức. Quá trình khởi động, hm yêu cầu
phải trơn, tránh va dập tới bộ truyền.
ở những máy tiện công suất nhỏ và rất nhỏ thì thông thờng hệ truyền động chính không
yêu cầu điều chỉnh tốc độ bằng phơng pháp điện, hoặc nếu có chỉ yêu cầu điều chỉnh có
cấp và trong phạm vi hẹp. Do đó thờng sử dụng động cơ KĐB 3 pha rôto lồng sóc một
hoặc nhiều cấp tốc độ điều chỉnh tốc độ, phơng pháp thay đổi số đôi cực từ của động cơ.
Với các máy công suất lớn và máy tiện đứng dùng để gia công các chi tiết có đờng kính
lớn, để đảm bảo tốc độc cắt tối u và không đổi khi đờng kính chi tiết thay đổi thì thờng
đặc tính điều chỉnh của TĐ gồm hai vùng nh hình vẽ. Yêu cầu điều chỉnh tốc độ bằng phơng pháp điện với giải điều chỉnh tơng đối rộng và
điều chỉnh vô cấp. Vì vậy với TĐ chính cho các máy này thờng sử dụng động cơ điện một
chiều kích từ độc lập điều chỉnh tốc độ theo vùng:
Vùng 1: từ n
1
Chuyển động ăn dao yêu cầu đảo chiều quay để đảm bảo ăn dao theo hai chiều. Đảo bàn
dao có thể thực hiện bằng đảo chiều động cơ điện hoặc dùng khớp ly hợp điện từ. Phạm vi
điều chỉnh tốc độ của truyền động ăn dao thờng là D=(50-300)/1 với độ trơn điều chỉnh
= 1,06-1,21 và M
C
= const.
ở chế độ sai lệch tĩnh yêu cầu 5%, động cơ khởi động và hm êm. Tốc độ di chuyển
bàn dao cần liên hệ với tốc độ quay chi tiết để đảm bảo giữ nguyên lợng ăn dao.
ở các máy tiện cỡ nhỏ, TĐ ăn dao đợc thực hiện từ động cơ TĐ chính. Máy cỡ loén thì
đợc thực hiện bởi động cơ riêng KĐMĐ - động cơ một chiều hoặc chỉnh lu có điều khiển
- động cơ.
3. Chuyển động phụ:
Thờng dùng động cơ KĐB Đ1.3. Mạch điện máy tiện t616
1. Giới thiệu mạch điện T616
Máy tiện T616 là máy tiện vạn năng do Việt Nam sản xuất, trên máy có thể thực hiện
đợc nhiều nguyên công: tiện ren, tiện mặt ngoài, khoan,
- Hệ thống có 3 động cơ:
+ Động cơ TĐ chính: 1Đ
+ Động cơ bơm dầu: 2Đ
+ Động cơ bơm nớc: 3Đ
Động cơ 1Đ có thể quay theo hai chiều, điều khiển quay cho động cơ này bằng công tắc
xoay 3 vị trí và 4 tiếp điểm.
Các công tắc tơ 1K, 2K, 3K
Cung cấp nguồn chiếu sáng qua biến áp BA
Máy tiện đứng 1565 có đờng kính mâm cặp 4500mm đợc dùng để gia công chi tiết có
đờng kính nhỏ hơn 5000mm. TĐ chính dùng động cơ một chiều công suất 70KW. Điều
chỉnh tốc độ động cơ bằng cách điều chỉnh dòng điện kích từ (điều chỉnh từ thông) trong
phạm vi 500-1500 v/ph. Để mở rộng phạm vi điều chỉnh tốc độ ngời ta dùng hộp tốc độ 3
cấp. Truyền động ăn dao đợc thực hiện từ động cơ chính, các TĐ phụ sử dụng động cơ
lồng sóc.
Mạch phần ứng:
Trên sơ đồ, động cơ Đ là động cơ một chiều kích từ độc lập, đợc cấp nguồn từ bộ chỉnh
lu cầu 3 pha không điều khiển gồm các diot từ D
1
- D
6
(các van đợc làm mát bởi dầu
MBA). Bộ chỉnh lu đợc nỗi trực tiếp vào lới không thông qua MBA, do đó ngời ta nối
vào mỗi pha một điện kháng lõi không khí 1ĐK 3ĐK (các điện kháng này có tác dụng
hạn chế dòng ngắn mạch và tốc độ tăng dòng anot chỉnh lu)
Quá trình khởi động động cơ đợc chia thành hai giai đoạn:
+ Giai đoạn 1: từ n = 0
n = n
cb
: sử dụng điện trở phụ trong mạch phần ứng, khống
chế khởi động một cách tự động theo nguyên tắc tốc độ.
+ Giai đoạn 2: từ n = n
cb
tốc độ làm việc: sử dụng phơng pháp rung giảm từ thông
theo nguyên tắc dòng điện.
Xét nguyên lý làm việc của một kênh tạo xung:
Thuyết minh nguyên lý làm việc của các máy công nghiệp
Copyright by NguyenVanToan
đ
5Điện áp điều khiển: U
dk
= U
cd
+ U
0
n
Trong đó: U
cd
: Điện áp chủ đạo
U
0
: điện áp chuyển dịch là nguồn điện áp tạo ra góc mở khi khởi động
n: điện áp phản hồi âm tốc độ
Điện áp đồng bộ U
db
cd
D
3
D
2
W
1
W
2
W
3
W
3
Thuyết minh nguyên lý làm việc của các máy công nghiệp
Copyright by NguyenVanToan
đ
6
Điện áp đặt lên tiếp giáp E-B của Tr là U
EB
= U
db
U
dk
xuất hiện các sức điện động cảm ứng với thể + ở đầu cực tính có dấu (*), sức điện
động cuộn W
3
đặt thuạn lên tiếp giáp phát gốc cuat Tr làm cho Tr nhanh chóngchuyển sang
mở bo hoà. Trên cuộn W
2
xuất hiện xung ra đa tới cựuc điều khiển mở Tiristor.
Đến thời điểm
2
, U
db
giảm xuống bằng U
dk
và sau đó nhỏ hơn, U
EB
< 0, Tr khoá lại, sức
điện động tự cảm trên cuộn W
1
xuất hiện khi Tr khoá đợc triệt tiêu bởi diot D
2
.
Mạch điện đợc thiết kế để sao cho từ thông ban đầu khi khởi động động cơ có giá trị
bằng 0,7
dm
và giai đoạn đầu khởi động thì U
cd
bằng không, do đó cần đa mạch kích từ
điện áp U
0
để sao cho khi U
t
t
U
dk
U
db
U
dkT
U
1
1
3 2
Thuyết minh nguyên lý làm việc của các máy công nghiệp
Copyright by NguyenVanToan
đ
7
- Hệ thống dầu bôi trơn hoạt động bình thờng.
- Máy đ đợc kẹp chặt
- Dòng điện kích từ đủ lớn để cho rơle từ trờng RTT tác động.
Giả sử khởi động động cơ theo chiều thuận, ta ấn nút MT (trong mạch khống chế), T tác
động, mạch phần ứng động cơ đợc cấp điện và bắt đầu khởi động.
Rơle 1RG có hai cuộn dây, cuộn 1RG
+ E
Đ
Điện áp đặt lên 1RG
2
là: R
f
.I
Sức từ động do cuộn 1RG
1
sinh ra sẽ là:
1
1
1
.
.
W
R
RIE
F
g
uuD
+
=
Sức từ động do cuộn 1RG
2
sinh ra sẽ là:
2
.
Sức từ động tổng của 1RG là:
2
2
1
1
21
.
.
.
.
W
R
RI
W
R
RIE
FFF
g
fu
g
uuD
+
==
Chọn
21
1
===
Khi tốc độ tăng
n giảm làm cho U
dk
= U
0
n giảm
giảm
U
kt
tăng
tăng dần từ 0,7
dm
cho đến khi đạt trị số địn mức.
Khi tốc độ tăng đến giá trị tính toán n
1
thì sức điện động của rơle 1RG đạt tới giá trị tác
động, 1RG tác động sẽ cấp nguồn điện áp cho công tắc tơ 1G, 1G tác động ngắn mạch điện
trở phụ R
f1
đa động cơ lên khởi động trên đờng đặc tính có điện trở phụ R
f2
Giả thiết động cơ đang làm việc ổn định với tốc độ n
od1
, momen tải là M
c1
, điện áp chủ
đạo là U
cd1
thì giá trị điện áp điều khiển mạch phát xung là:
U
dk
= U
cd
+ U
0
n
od1
tơng ứng với góc điều khiển
1
và từ thông của động cơ là
1
. Khi
đó phơng trình cân bằng điện áp trong mạch phần ứng sẽ là:
C
e
.
1
.n
od1
+ I
udm
= (U
cd
+ U
0
n) tăng
tăng làm cho U
kt
giảm
giảm
n tăng.
Nh vậy, phản hồi âm tốc độ đ giúp cho hệ có đặc tính tự động ổn định tốc độ khi tải
thay đổi trong phạm vi cho phép.
Trong trờng hợp M
c
giảm, quá trình xảy ra hoàn toàn tơng tự
tăng
tăng lên
điện áp đặt vào cuộn kích thích giảm
giảm
n tăng. Cùng với quá trình tăng của tốc độ thì U
dk
giảm cho tới khi đạt tới
giá trị xác lập nào đó tơng ứng với tốc độ xác lập của động cơ tơng ứng với giá trị điện
áp chủ đạo đ đặt.
e. Nguyên lý hãm dừng động cơ:
Hệ thống đợc thiết kế hm động năng khi dừng máy. Khống chế quá trình hm động
năng nhờ rơle điện áp RH trong mạch động lực. Khi động cơ khởi động lên đến tốc độ cỡ
(0,3 0,4)n
dm
thì rơle RH tác động chuẩn bị quá trình hm. Để dừng máy ta ấn nút dừng D,
các công tắc tơ T hoặc N, 1G, 2G mất điện đồng thời công tắc tơ H có điện, đa điện trở
hm vào song song với mạch phần ứng động cơ bắt đầu quá trình hm động năng. Khi tốc
độ giảm đến giá trị nào đó rơle RH nhả, H mất điện. Kết thúc quá trình hm động năng,
chuyển sang hm tự do đến khi dừng.
ở máy mài bằng niên 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 chuyển động chính, chuyển động ăn dao là di chuyển của đá (ăn dao ngang)
hoặc chuyển động của chi tiết (ăn dao dọc).
ở máy mài bằng mặt đầu của đá, bàn có thể là tròn hoặc chữ nhật, chuyển động quay của
đá là chuyển động chính, chuyển động ăn dao là di chuyển ngang của đá (ăn dao ngang)
hoặc chuyển động tịnh tiến qua lại của bàn máy mang chi tiết (ăn dao dọc).
a
b
c
d
Thuyết minh nguyên lý làm việc của các máy công nghiệp
Copyright by NguyenVanToan
đ
10
Đ2.2. các chuyển động trên máy mài và yêu cầu trang bị điện cho các hệ
TĐĐ
1. Truyền động chính:
Đ2.3. mạch điện máy mài 3a130, 3131
1. Giới thiệu sơ đồ:
Các động cơ từ 1Đ - 6 Đ là động cơ KĐB rôto lồng sóc không điều chỉnh tốc độ. Động
cơ 7Đ là động cơ một chiều kích từ độc lập, động cơ đợc cấp nguồn từ bộ chỉnh lu không
điều khiển cầu 3 pha kết hợp với khuếch đại từ để tạo ra một bộ biến đổi điều khiển điện áp
đặt lên phần ứng động cơ.
Để điều khiển và ổn định tốc độ động cơ 7Đ sơ đồ dùng 2 mạch vòng phản hồi: phản hồi
âm điện áp phần ứng động cơ (lấy trực tiếp trên phần ứng động cơ) và phản hồi dơng dòng
(lấy qua biến dòng BD và đợc chỉnh lu bởi 2CL).
Biến áp 2BA, chỉnh lu 1CL để cung cấp nguồn kích từ cho 7Đ, nguồn chủ đạo và nguồn
chuyển dịch trong KĐT.
2. Nguyên lý làm việc:
Thuyết minh nguyên lý làm việc của các máy công nghiệp
Copyright by NguyenVanToan
đ
11
a. Nguyên lý khởi động hệ thống:
Sau khi đóng các Aptomat A1, A2, A3 ta ấn nút M1, giả sử ấn định chế độ mài tròn
ngoài thì 1CM để ở vị trí trên. ấn M1 thì 1K sẽ có điện khởi động 1Đ và 2Đ. Tiếp theo ấn
M2 thì 2K có điện, khởi động 3Đ, nếu 2CM để ở vị trí trên tức là khởi động động cơ quay
chi tiết bằng tay thì ta ấn M3, rơle trung gian Rtr có điện. Nếu từ thông của động cơ đủ lớn
làm RTT tác dộng thì lúc này 5K sẽ có điện nối BBĐ vào nguồn và khởi động động cơ 7Đ,
đồng thời 3K có điện
hệ thống bơm nớc gạt phoi có điện.
u
U
u
= U
cd
n
Muốn tăng tốc độ động cơ ta phải chỉnh biến trở về phía trái để tăng điện áp chủ đạo
U
1,2
tăng dần dẫn tới dòng qua cuộn khống chế chủ đạo tăng lên
tức là tăng tốc độ từ hoá
lõi thép của KĐT và phần điện áp rơi trên cuộn làm việc giảm đi
điện áp đặt trên phần
ứng động cơ tăng lên
tốc độ động cơ tăng lên.
c. Nguyên lý ổn định tốc độ: Khi động cơ đang làm việc bình thờng ở một tốc độ nhất
định vì một lý do nào đó, giả sử tải tăng làm cho tốc độ động cơ giảm, khi đó U
1,2
=U
cd
PR
Thuyết minh nguyên lý làm việc của các máy công nghiệp
Copyright by NguyenVanToan
đ
12
d. Nguyên lý hm dừng động cơ 7Đ: Giả sử động cơ đang quay thuận, để hm dừng máy ta
ấn nút D3 hoặc tiếp điểm KH đợc phục hồi
rơle Rtr mất điện, 3K và 5K mất điện
7Đ đợc cắt ra khỏi lới đồng thời công tắc tơ H đợc cấp điện đóng tiếp điểm H đa điện
trở hm vào mạch phần ứng động cơ và xảy ra quá trình hm động năng cho đến khi dừng. Đ2.4. mạch điện truyền động quay chi tiết
máy mài tròn dùng hệ t-đ
1. Giới thiệu sơ đồ:
ở nửa chu kỳ dơng của điện áp lới thì diot D
1
thông, xuất hiện dòng điện qua IR
2
từ
trên xuống dới, rơi điện áp 1R
2
do dòng điện này gây ra sẽ phân cực ngợc 1Tr
1
làm cho
1Tr
1
khoá và tụ 1C
1
đợc nạp điện theo mạch vòng: (+) nguồn
qua biến trở 1VR
1
qua tụ 1C
1
24V.
Khi điện áp chuyển sang chu kỳ âm, diot D
1
bị phân cực ngợc và khoá lại, dòng điện
Đ
1
BA
Đ
1R
1
1VR
1
-
24V
1C
1
1Tr
1
U
db
t
t
t
U
C1
U
5
nên sẽ mở và tụ 1C
2
đợc nạp điện với cực tính nh hình vẽ và trên tiếp giáp của 1Tr
1
không có xung.
Khi điện áp trên tụ 1C
1
có giá trị bằng và bắt đầu lớn hơn điện áp điều khiển thì 1Tr
2
mở
và tụ 1C
2
sẽ phóng điện theo mạch vòng (+)IC
2
1R
5
nguồn
1R
4
(-)1C
2
t
t
-
24V
1R
4
IC
2
1R
5
1R
6
1Tr
3
1Tr
2
U
C2
U
RC
U
dk
+24V
Thuyết minh nguyên lý làm việc của các máy công nghiệp
suất xung đợc nâng cao. b. Nguyên lý khởi động động cơ quay chi tiết:
Khi khởi động động cơ làm việc ở một tốc độ nào đó tơng ứng với một giá trị điện áp
chủ đạo U
cd
, ta aans nút mở máy M (mạch không chế)
công tắc tơ K có điện, đóng tiếp
điểm K ở mạch động lực, động cơ đợc nối vào bộ chỉnh lu, lúc này tốc độ động cơ bằng
0, tín hiệu vào khâu KĐTG bằng U
dk
= U
cd
n có giá trị lớn, tín hiệu này đợc đa tới cực
gốc của Tr khống chế Tr làm việc ở chế độ khuếch đại và khi đó ở đầu ra Tr có tín hiệu U
dk
đa dến so sánh với tín hiệu răng ca lấy từ mạch ĐBH&FSRC để quyết định thời điểm
xuất hiện xung, xung này đợc đa tới để mở các Tiristor (hai Tiristor mở lệch nhau một
góc 180
0
)
động cơ đợc khởi động với dòng khởi động.
c. Nguyên lý điều chỉnh tốc độ động cơ quay chi tiết:
d. Nguyên lý tự động ổn định tốc độ động cơ quay chi tiết:
Giả sử, động cơ đang làm việc bình thờng ở một tốc độ n
1
, vì một lý do nào đó, giả sử
tải tăng làm cho tốc độ động cơ giảm xuống giá trị n
2
<n
1
thì khi đó tín hiệu vào khâu
khuếch đại trung gian là U
dk
= U
cd
n
2
tăng lên
Tr mở nhièu hơn
rơi điện áp trên
R
1
lớn hơn
U
dk
giảm
đ
16
Chơng III
Trang bị điện tđh cho nhóm máy doa
Đ3.1. Giới thiệu chung và phân loại
Máy doa là máy gia công kim loại, để gia công các chi tiết với các nguyên công: khoét lỗ
trụ, khoan lỗ, có thể dùng để phay.
Máy doa đợc chia thành hai loại chính: máy doa đứng (trục chính thẳng đứng) và máy
doa ngang (trục chính nằm ngang). Máy doa ngang dùng để gia công các chi tiết cỡ trung
bình và nặng, máy doa ngang là loại máy mà dao doa đợc gá theo phơng nằm ngang, còn
chi tiết đợc gá trên bàn gá chi tiết. Trên máy doa ngang, nếu dùng dao phay mặt đầu có thể
gia công mặt phẳng thẳng đứng, nếu dùng dao phay trụ có thể gia công mặt phẳng nằm
ngang.
Các chuyển động của máy doa gồm:
- Chuyển động cơ bản:
+ Chuyển động chính: là chuyển động quay của trục chính gá dao doa.
+ Chuyển động ăn dao: tuỳ theo nguyên công thực hiện trên máy doa mà chuyển
động ăn dao có thể là: chuyển động tịnh tiến dọc trục của trục chính khi doa, khoan, tiện,
chuyển động tịnh tiến ngang, dọc bàn máy của bàn gá chi tiết.
- Các chuyển động phụ: Chuyển động bơm nớc, bơm dàu, dịch chuyển ụ trục chính theo
phơng thẳng đứng, dịch chuyển các trụ, chuyển động quay bàn Đ3.2. yêu cầu trang bị điện cho các tđ trên máy doa
Do các yêu cầu trên mầ TĐ ăn dao máy doa thờng sử dụng động cơ một chiều kích từ
độc lập với các hệ MĐKĐ - Đ; T - Đ. Thuyết minh nguyên lý làm việc của các máy công nghiệp
Copyright by NguyenVanToan
đ
17
Đ3.3. mạch điện hệ thống Tđ chính máy doa 2620
1. Giới thiệu sơ đồ hệ thống TĐ chính máy doa 2620:
Máy doa 2620 là máy cỡ trung bình:
Đờng kính trục chính: 90mm
Công suất động cơ TĐ chính: 10KW
Tốc độ quay trục chính điều chỉnh trong phạm vị (12,5 1600)v/ph
Công suất động cơ ăn dao: 2,1KW
Tốc độ động cơ ăn dao có thể điều chỉnh trong phạm vi (2,1 1500)v/ph, tốc độ lớn
nhất: 3000v/ph *Sơ đồ nguyên lý hệ thống TĐ chính:
Động cơ TĐ chính là động cơ KĐB roto lồng sóc hai cấp tốc độ: 1460v/ph khi dây quấn
stator đấu tam giác, và 2890v/ph khi dây quấn stator đấu sao kép, việc chuyển đổi tốc độ từ
thấp đến cao tơng ứng với chuyển đổi từ đấu
b. Quá trình khởi động theo chiều ngợc: Tơng tự
c. Nguyên lý dừng động cơ TĐ chính:
Sau khi ấn nút dừng D, động cơ đợc hm ngợc đến khi dừng máy. Quá trình hm
ngợc xảy ra nh sau:
Để chuẩn bị mạch hm và kiểm tra tốc độ động cơ ở sơ đồ dùng rơle kiểm tra tốc độ
RKT, khi máy đang làm việc ở chiều quay thuận, tiếp điểm RKT kín sẵn
rơle 1RH có
điện do đó trong quá trình hm công tắc tơ 2N mất điện kết thúc quá trình hm. Qúa trình
hm động cơ ở chiều quay ngợc xảy ra tơng tự, chỉ khác là tiếp điểm RKT-2 sẽ điều
khiển sự tác động của công tắc tơ 2T. Thuyết minh nguyên lý làm việc của các máy công nghiệp
Copyright by NguyenVanToan
đ
18
t
1
t
2
t
3
t
12
t
13
t
12
t
13
t
14
V
V
ng
V
th
V
0
-
V
0Chơng IV
Trang bị điện tđh cho nhóm máy bào
Giả thiết động cơ đang ở đầu hành trình thuận, sẽ diễn ra các quá trình sau:
- Khoảng t
1
: Động cơ gia tốc đa bàn máy lên tới tốc độ V
0
với V
0
= (5-15)v/ph đợc
gọi là tốc độ vào dao.
- Khoảng t
2
: Bàn dao chạy ổn định ở tốc độ V
0
trớc khi vào dao.
Thuyết minh nguyên lý làm việc của các máy công nghiệp
Copyright by NguyenVanToan
đ
: Hm dừng và đảo chiều sang hành trình ngợc.
- Khoảng t
10
: Di chuyển ngợc bàn dao với tốc độ cao V
ng
> V
th
để tăng năng suất máy.
- Khoảng t
11
: Sơ bộ giảm tốc trớc khi đảo chiều.
- Khoảng t
12
: Chạy ở tốc độ V
0
- Khoảng t
13
: Hm dừng và đảo chiều bắt đầu chu kỳ mới.
Từ đồ thị làm việc của bàn máy ta thấy, khoảng thời gian bàn máy ở hành trình ngợc
càng nhỏ càng nâng cao năng suất máy. Thông thờng ngời ta tăng tốc độ hành trình
ngợc và chọn V
ng
= (2-3)V
th
, ngoài ra thời gian khởi động đảo chiều cũng có ảnh hởng
lớn đến năng suất, do đó một trong những điều cần chú ý khi thiết kế TĐ bàn là làm sao
giảm đợc thời gian của quá trình quá độ. Một trong những biện pháp giảm thời gian
QTQĐ là xác định tủ số truyền tối u của cơ cấu TĐ từ động cơ đến trục làm việc đảm bảo
máy khởi động với tốc độ cao nhất.
Thuyết minh nguyên lý làm việc của các máy công nghiệp
Copyright by NguyenVanToan
đ
20
Đ4.2. các yêu cầu của các tđ trên máy bào giờng
1. Truyền động chính:
Đặc tính phụ tải của TĐ chính nh hình vẽ:
Dải điều chỉnh
1/)305,12(
min
max
min
max
===
th
ng
V
V
V
V
D
Thông thờng, để đảm bảo công suất đặt là nhỏ nhất cho động cơ TĐ thì nếu sử dụng
động cơ một chiều kích từ độc lập ta điều chỉnh tốc độ theo hai vùng:
+ Vùng điều chỉnh điện áp: D
2. Truyền động ăn dao:
D = (100 200)/1, lợng ăn dao cực đại có thể đạt tới (80-100)mm/hành trình kép
Đảo chiều ở cả chế độ di chuyển làm việc và chế độ di chuyển nhanh
Truyền động ăn dao thờng đợc thực hiện bằng động cơ KĐB rôto lồng sóc và hộp tốc
độ, cũng có thể sử dụng các hệ cơ khí, thuỷ lực, khí nén Hệ đợc sử dụng rộng ri nhất là
động cơ một chiều và hệ trục vít êcu hoặc các bánh răng thanh răng.
V
max
V
gh
V
min
V
M
C
P
C
P,M
Thuyết minh nguyên lý làm việc của các máy công nghiệp
Copyright by NguyenVanToan
đ
21
2. Nguyên lý làm việc:
Tín hiệu không chế quá trình làm việc của hệ thống bao gồm:
- Tín hiệu chủ đạo lấy trên biến tor BTN hoặc BTT (tuỳ theo chiều quay).
- Điện áp phản hồi dơng dòng phần ứng lấy trên các cuộn cực từ CPF và CPĐ của F
và Đ:
.I
.R
.
- Điện áp phản hồi âm áp lấy trên biến trở 1R:
U
F
- Điện áp phản hồi mềm lấy trên đờng chéo cầu động (điện trở 5R), cầu động này
gồm 4 nhánh: cuộn CKF, hai nửa của điện trở 2R, điện trở 4R, điện áp của MĐKĐ
đặt vào một đờng chéo của cầu, đờng chéo kia là điện trở 5R lấy điện áp phản
hồi U
tm
= K.di
kt
/dt. Tín hiệu này dùng để cải thiện chất lợng động của hệ thống. ở
chế độ xác lập, các nhánh cầu đợc chỉnh định sao cho cầu cân bằng và nh vậy U
tm
= 0, còn trong quá trình quá độ do từ thông của máy thay dổi, cuộn CKF có điện cảm
kt
/dt
Tín hiệu phản hồi âm dòng có ngắt lấy trên CPF và CPĐ đa qua khâu ngắt bao gồm
phân áp 3R tạo ra điện áp so sánh và các van 1D-4D, nguồn 1 chiều đặt lên cuộn khống chế
CK4. Tín hiệu phản hồi âm dòng có ngắt đợc so sánh với điện áp mẫu đặc trng cho dòng
điện ngắt trên phân áp 3R. Khi I
I
ng
thì khâu này cha tác động, sức từ động của cuộn
CK4 là F4 = 0. Khi I
> I
ng
khâu này tác động xuất hiện dòng trong cuộn CK4, sức từ động
Thuyết minh nguyên lý làm việc của các máy công nghiệp
Copyright by NguyenVanToan
đ
22
F4 lúc này khác 0 và có chiều ngựoc với chiều sức từ động CK1-CK3 (khử từ) tạo ra đặc
tính máy xúc cho hệ thống.
+ Sức từ động của CK1 CK3 là:
3
1313
1313
R
WIII
WiF
ngu
==
Với: R
4
: Điện trở tổng trong mạch vòng cuộn dây ngắt dòng
W
4
: Số vòng cuộn ngắt dòng CK4
1(
I): Hàm bớc nhảy đơn vị
1(
I) = 1 khi I
I
ng
1(
I) = 0 khi I
). 1(
I).W
4
/R
4
= (U
cd
dt
.n)W
13
/R
3
(I
- I
ng
). 1(
I).W
3
/R
3
= [U
W
W
=
Từ đây, nếu giả thiết MĐKĐ và F làm việc trong vùng tuyến tính thì ta có:
E
F
= [U
cd
đt
.n
(I
I
ng
). 1(
I). K
a. Quá trình khởi động:
Động cơ đợc cỡng bức khởi động, hệ số cỡng bức đợc duy trì trong thời gian đủ dài.
Sau khi cho lệnh khởi động, điện áp chủ đạo đợc đa vào mạch kích thích của MĐKĐ
(cuônk CK1 CK3) còn sức điện động của động cơ bằng 0 nên điện áp tổng U
13
có giá trị
cực đại và động cơ đợc khởi động cỡng bức giới hạn cho phép do trong sơ đồ dùng khâu
điện trở phi tuyến gồm hai bóng đèn BĐ1 và BĐ2 và khâu phân mạch 4D 3R 2D hoặc
rơle RC đợc tiếp điện. Nếu tốc độ cắt đ chọn lớn hơn (12-
15)m/ph thì tiếp điểm RC phân mạch biến trở BTT làm điện áp chủ đạo có trị số tơng ứng
với tốc độ thấp của bàn (tốc độ vào dao). Sau khi dao cắt vào chi tiếp, công tắc hành trình
2KC không bị ấn nữa, các tiếp điểm của nó đợc phụ hồi, rơle RC mất điện. Tốc độ động cơ
tiếp tục đợc tăng lên trị số tơng ứng với điện áp chủ đạo trên biến trở BTT. Cuối hành
trình thuận, chổi tiếp xúc của tiếp điểm hành trình 1KH đợc đẩy vào phía trái, một phần
biến trở BTT bị ngắn mạch, U
cd
lại giảm xuống trị số tơng ứng với tốc độ V
0
của bàn máy,
dao ra khỏi chi tiết. Sau khi công tắc hành trình 1KC bị ấn, cắt điện T, kết thúc hành trình
thuận. Mặt khác công tắc tơ N tác động ngắn mạch biến trở BTT, đa biến trở BTN vào
mạch kích từ MĐKĐ, máy phát đợc kích từ theo chiều ngợc, động cơ bắt đầu quay
ngợc. Khi bàn máy chạy ngợc, công tắc hành trình 1KC và sau đó là chổi tiếp xúc 1KH
đợc trả về vị trí ban đầu để chuẩn bị cho chu kỳ làm việc tiếp theo. Gần cuối hành trình
ngợc, 2KH ngắn mạch một phần biến trở BTN làm cho tốc độ động cơ giảm xuống trị số
tơng ứng với tốc độ V
0
. Hết hành trình ngợc công tắc 2KC bị ấn, N mất điện, T lại có
điện
b. Nguyên lý hoạt động của khâu hạn chế dòng:
Khi dòng điện còn nhỏ giá trị dòng ngắt (I
< I
ng
) thì sụt áp trên cuộn dây cực từ phụ của
động cơ và máy phát là:
ss
, các van 1D (2D) thông, trong cuộn CK4 xuất hiện dòng
điện và sức từ động của cuộn CK4 sẽ tác dụng ngợc chiều với sức từ động của các cuộn
CK1 CK3 làm điện áp máy phát giảm, tốc độ động cơ giảm nhanh khi dòng điện phần
ứng tăng, tạo ra đặc tính dạng dốc. Đặc tính cơ có dạng nh hình vẽ: c. Nguyên lý đièu chỉnh tốc độ động cơ:
I
đm
I
ng
I
n
Thuyết minh nguyên lý làm việc của các máy công nghiệp
Copyright by NguyenVanToan
đ
24
Động cơ đợc điều chỉnh tốc độ bằng phơng pháp điều chỉnh điện áp phàn ứng. Điều
chỉnh tốc độ theo chiều thuận bằng biến trở BTT và chiều ngợc bằng biến trở BTN.
Giả sử, động cơ đang quay thuận với tốc độ n
1
tơng ứng với điện áp chủ đạo U
cd1
, muốn
cd
dt
.n
1
< 0, do quán tính điện từ của
MĐKĐ và F mà sức điện động máy phát E
F
không giảm ngay mà giảm một cách từ từ, song
E
F
< E
D
xảy ra quá trình hm tái sinh
tốc độ động cơ giảm dần
U
13
tăng dần
E
F
tăng dần. Cho tới tốc độ n
2
thì E
13
F
MĐKĐ
tăng
E
MĐKĐ
tăng
1
tăng
E
1
tăng
Ko theo tốc độ cũng tăng lên.
e. Nguyên lý đảo chiều:
Việc đảo chiều động cơ có thể đợc thực hiện bằng tay hoặc tiến hành tự động trong quá
trình làm việc. Giả sử động cơ đang quay thuận tơng ứng với U
cd1
, tiến hành đảo sang
chiều quay ngợc tơng ứng với U
cd2
thì U
ng
, điện áp phản hồi dòng đảo chiều và có giá trị
lớn hơn điện áp giữa hai điểm 2,3 trên điện trở 3R
2D thông, xuất hiện dòng i
4
qua cuộn
CK
4
và cũng tạo ra từ thông chủ đạo làm E
F
giảm chậm. Đồng thời lúc này U
13S
có giá trị
lớn làm 3D thông, xuất hiện dòng i
p
chạy trong mạch vòng CK4 3R 3D, i
p
+ i
4
sẽ tác
dụng tạo ra từ thông khử từ làm E
F
giảm chậm. Khi E
F
=0 và bắt đầu dơng, tốc độ động cơ
cha bằng 0, động cơ hm ngợc cho tới tốc độ bằng 0 và khởi động theo chiều ngợc.
manh tính chất phản kháng.
- Yêu cầu dừng chính xác
- Yêu cầu điều chỉnh tốc độ trong phạm vi không lớn và điều chỉnh có cấp.
Vì vậy ngời ta thờng sử dụng các hệ thống TĐ động cơ xoay chiều KĐB 3 pha rôto
dây quấn động cơ nhiều tốc độ và hạn chế dòng điện bằng điện trở phụ trong mạch rôto.
Chuyển động theo chiều ngang của phân xởng: Đây là chuyển động của một cơ
cấu mà trên nó có hệ thống TĐ nâng hạ thờng gọi là xe con, chuyển động này
có đặc điểm tơng tự nh của xe cầu và cũng sử dụng hệ TĐ tơng tự nhng với
công suất nhỏ hơn.
b. Yêu cầu trang bị điện:
Các cơ cấu trên cầu trục thờng làm việc trong điều kiện hết sức nặng nền, tần số đóng
cắt lớn, thời gian quá trình quá độ yêu cầu nhanh, thời gian làm việc ở các trạng thái nh
khởi động, hm, đảo chiều nhiều, vì vậy các hệ thống TĐĐ cũng nh mạch điện nói chung
của cầu trục thờng có một số yêu cầu sau:
- Sơ đồ cấu trúc của hệ điều khiển tự động phải đơn giản.
- Các phần tử trong mạch điện phải có độ tin cậy cao, dễ sửa chữa và thay thế.
- Trong mạch điều khiển phải bố trí thiết bị bảo vệ mất điện áp (bảo vệ điện áp
không), bảo vệ quá tải và ngắn mạch.
- Quá trình khởi động phải diễn ra theo quy luật định trớc, sơ đồ diều khiển các hệ
TĐ và từng động cơ phải độc lập nhau.
- Phải có các công tắc hành trình để giới hạn các hành trình làm việc của các cơ cấu
trên cầu trục.
- Đảm bảo hạ tải ở tốc độ thấp và phải tự động cắt điện khi có ngời làm việc trên xe
cầu, khi mở cửa cabin
Copyright: Tài liệu đại học ©