Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trường ĐHKTCN Thái
Nguyên
LỜI NÓI ĐẦU
Trong điều kiện công cuộc kiến thiết nước nhà đang buớc vào thời kỳ công
nghiệp hoá - hiện đại hoá với những cơ hội thuận lợi và những khó khăn thách
thức lớn. Điều này đặt ra cho thế hệ trẻ những chủ nhân tương lai của đất nước
những nhiệm vụ nặng nề. Đất nước đang cần sức trẻ và trí tuệ cũng nh lòng nhiệt
huyết của những trí thức trẻ , trong đó có những kỹ sư tương lai.
Sự phát triển nhanh chóng của cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật nói chung
và trong lĩnh vực điện nói-điện tử nói riêng làm cho bộ mặt của xã hội thay đổi
từng ngày. Trong hoàn cảnh đó , để đáp ứng được những điều kiện thực tiễn của
sản xuất đòi hỏi những kỹ sư điện tương lai phải được trang bị nhưng kiến thức
chuyên ngành một cách sâu rộng.
Trong khuôn khổ của chương trình đào tạo kỹ sư ngành tự đông hoá - cung
cấp điện ,nhằm giúp cho sinh viên trước khi ra trường có điều kiện hệ thống hoá
lại những kiến thức đã được trang bị ở trường cũng như có đIều kiện tiếp cận với
những mô hình kỹ thuật chuyên ngành của thực tiễn sản xuất , đồng thời cũng
giúp cho sinh viên có cơ hội tư duy độc lập nghiên cứu và thiết kế .Trường Đại
Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên tổ chức cho sinh viên trước khi ra
trường làm đồ án tốt nghiệp –bản đồ án tốt nghiệp này ra đời trong hoàn cảnh
đó.Thục tiễn trong các xí nghiệp công nghiệp hiện nay đang đặt ra vấn đề là phải
cải tạo , nâng cấp lại những thiết bị và dây truyền sản xuất cũ theo quan điểm là
giữ lại những phần thiết bị đã hoàn thiện hoặc còn phù hợp , cải tạo thay thế
những phần đã lạc hậu hoặc có nhiều nhược điểm để cho ra những thiết bị có độ
hoàn thiện cao . Khi đưa vào sản xuất cho năng suất và chất lượng sản phẩm cao.
SV thiết kế:Trrương Nhật Tiên Trang 2
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trường ĐHKTCN Thái
Nguyên
Dựa trên nền tảng đó bản đồ án Thiết kế hệ thống trang bị điện cho truyền
động ăn dao máy doa vạn năng 2620B tập trung vào giải quyết , cải tạo hệ thống
trang bị điện cho máy . Bản đồ án gồm có 5 phần :
Máy doa thuộc nhóm máy cắt gọt kim loại . Doa là một phương pháp gia
công chi tiết ,doa thuộc công đoạn gia công tinh , nã gia công các lỗ đã được
khoan ,khoét, những lỗ hình côn, hình trụ, cắt ren. Ngoài ra máy doa còn có thể
được dùng để phay.
Doa là một phương pháp gia công tinh nó có thể đạt độ bóng bề mặt từ ∇6-
∇9 và cấp chính xác từ 4 - 2 hoặc cấp chính xác 1.
II- PHÂN LOẠI MÁY DOA
Máy doa là máy gia công cắt gọt kim loại . Trên truyền động chính của
máy có thể gá mũi khoan hoặc mũi doa, vì vậy máy có thể gia công thô ( khoan
,khoét các lỗ hình côn ,hình trụ); có thể gia công tinh khi gá mũi doa.
Đặc điểm của máy doa là có thể gia công đồng thời nhiều lỗ có trục song
song hoặc trục thẳng góc với nhau.
Máy doa có nhiều loại khác nhau với kích cỡ , công dụng và mức độ
chuyên môn hoá khác nhau.
- Nếu phân loại theo chức năng , công dụng có thể phân ra :
SV thiết kế:Trrương Nhật Tiên Trang 5
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trường ĐHKTCN Thái
Nguyên
+ Máy khoan , khoét
+ Máy doa
- Phân loại theo chuyển động :
+Doa đứng: dao quay theo phương thẳng đứng
+Doa ngang: dao quay theo phương nằm ngang
- Phân loại theo mức độ trang bị điện :
+Loại đơn giản: thường dùng động cơ KĐB không có điều chỉnh tốc độ về
điện.
+Loại trung bình thường dùng động cơ KĐB điều chỉnh tốc độ bằng cách thay
đổi số đôi cực hoặc dùng động cơ một chiều nhưng là hệ thống hở.
+Loại phức tạp : dùng động cơ một chiều kích từ độc lập điều khiển theo hệ
kín hoặc có thể điều khiển theo chương trình . Đây là loại máy doa gia công có độ
Tốc độ của trục và mâm gá dao thay đổi trong phạm vi rộng có cấp nhờ
hộp tốc độ Khi thay đổi tốc độ nếu các bánh răng chưa ăn khớp động cơ được
đóng điện với mô men nhỏ tạo điêù kiện cho các bánh răng vào ăn khớp , truyền
động này có nhiều cấp tốc độ nhờ kết hợp cả hai phương pháp thay đổi tốc độ
bằng điện và bằng cơ khí.
Động cơ chính được hãm ngược sau khi Ên nút dừng hoặc sau khi Ên nút
thử máy.
b, Truyền động ăn dao
Bao gồm các truyền động:
- Chuyển động tịnh tiến theo phương ngang.
-Chuyển động sang trái.
SV thiết kế:Trrương Nhật Tiên Trang 7
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trường ĐHKTCN Thái
Nguyên
-Chuyển động sang phải
Ngoài ra còn có chuyển động của bàn máy và ụ máy theo hai chiều, các
chuyển động này được truyền động bằng động cơ điện một chiều kích từ độc lập
và nó là truyền động quan trọng nhất , phức tạp nhất trong máy doa với những yêu
cầu về các thông số chất lượng rất cao.
c, Các truyền động phụ
- Truyền động di chuyển cơ cấu kẹp chi tiết, được thực hiện nhờ động cơ KĐB ro
to lồng sóc.
- Các truyền động bơm nước, bơm dầu
3/ Kết cấu của máy doa 2620B
a, Thân máy
Là phần cố định so với bệ máy, có kết cấu hình chữ U, hai đầu có hai ô
b, Ô chính
Nằm trên thân máy, có thể chuyển động tịnh tiến so vớithân máy. Động cơ
trục chính được gắn vào thân máy cùng với hộp tốc độ, quá trình di chuyển được
thực hiên nhờ trục chính hoặc động cơ chạy dao .
+ Lực ăn dao cực đại của bàn máy : 2000 KN
+ Kích thước lỗ doa lớn nhất khi gia công :
- Bằng trục chính : 320 mm
- Bằng mâm cặp : 600 mm
+ Kích thước lớn nhất khi tiện mặt đầu : 550 mm
+ Trọng lượng lớn nhất của chi tiết gia công : 200 Kg
+ Trọng lượng bàn máy : 1500 Kg
SV thiết kế:Trrương Nhật Tiên Trang 9
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trường ĐHKTCN Thái
Nguyên
+ Kích thước máy : 750 x 3000 x 3000 mm
+ Động cơ truyền động chính là động cơ KĐB ro to lồng sóc có hai cấp tốc
độ P
đm
=10 Kw . Tốc độ định mức : N
đm
= 1460 , 2890 (v/p)
+ Động cơ truyền động ăn dao là động cơ một chiều kích từ độc lập.
II-Các yêu cầu trang bị điện cho truyền động ăn dao của máy doa 2620B
Trong máy doa ngang 2620B truyền động ăn dao là truyền động phức tạp
nhất, nó đòi hỏi hệ thống trang bị điện có mức độ tự động hoá cao. ở truyền động
này dùng động cơ một chiều kích từ độc lập, truyền động này có các yêu cầu về
chỉ tiêu chất lượng nh sau:
1, Phạm vi điều chỉnh tốc độ
Truyền động ăn dao của máy doa ngang 2620B có yêu cầu phạm vi tốc độ
rộng, dải điều chỉnh được đặc trưng bởi hệ số:
1
800
min
max
i
=
−
≤ ÷
0
0
3 5( )%
4,Sự phù hợp giữa đặc tính điều chỉnh và đặc tính cơ
Truyền độmg ăn dao của máy bao gồm các chuyển động tịnh tiến, nếu mô
men cản M
C
do lực kéo ăn dao qui định thì nó phải đảm bảo phụ tải có mô men M
lớn nhất.
Nếu yêu cầu mô men M = const thì M
max
này được xác định bởi lực ăn
dao, bao gồm : lực kéo F
x
,tổn hao ma sát trên gờ trượt của máy.
Trong hầu hết phạm vi điều chỉnh ở vùng tốc độ thấp lực ăn dao bị hạn chế bởi
chiều sâu cắt do F
x
không đạt tới trị số cực đại mà phụ tải vào tốc độ ăn dao. Mà
vùng tốc độ cao, lực ăn dao còn phụ thuộc vào công suất của truyền động chính vì
những cấp ăn dao cực đại chỉ sử dụng với các cấp tốc độ chính xác cực đại, do
đó có thể dẫn tới quá tải và gây nguy hiểm cho truyền động chính. Mặt khác, cũng
với cấp tốc độ này thường dùng để gia công tinh lên lực ăn dao không cần lớn,
nếu có kể đến sự biến đổi của lực ma sát trên gờ trượt ảnh hưởng tới tốc độ thì lực
kéo bàn là Q
n
M ≈ P/n ; P=const
5,Yêu cầu tự động hạn chế phụ tải
Trong quá trình làm việc thường xảy ra quá tải tĩnh và quá tải động
- Quá tải tĩnh: do vật liệu không đồng nhất, khi dao cắt đi vào vùng chai
cứng hoặc khi nhiệt độ tăng quá làm cho công suất cắt tăng dẫn tới quá tải.
-Quá tải động:đó là các quá trình khởi động ,hãm , đảo chiều. Để rút ngắn
thời gian quá tải động thì cần phải rút ngắn quá trình này.
∗Các biện pháp hạn chế phụ tải:
+ Hạn chế phụ tải truyền động chính thông qua truyền động ăn dao.
+ Hạn chế phụ tải tĩnh và động bằng phương pháp sử dụng khâu phản hồi
âm dòng có ngắt.
6, Yêu cầu hãm dừng chính xác
Việc dừng máy chính xác là một yêu cầu rất qua trọng. Bởi vì khi dừng
chính xác thì đảm bảo chất lượng sản phẩm, tăng năng suất của máy, an toàn
cho thiết bị và người vận hành.
Các biện pháp nâng cao chất lượng quá trình hãm ( giảm thời gian
hãm )
- Sử dụng những thiết bị khống chế.
-Tăng gia tốc của hệ thống.
-Sử dụng những vật liệu nhẹ để giảm thành phần mô men quán tính.
SV thiết kế:Trrương Nhật Tiên Trang 12
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trường ĐHKTCN Thái
Nguyên
- Tăng lực cản bằng cơ khí.
- Hãm bằng điện , sử dụng một trong ba phương pháp:
+ Hãm ngược
+Hãm động năng
+ Hãm tái sinh
- Giảm tốc độ bằng cách giảm điện áp đặt vào phần ứng động cơ.
7, Yêu cầu về đảo chiều
nguyên bản là hệ thống sử dụng máy điện khuếch đại từ - động cơ một chiều kích
từ độc lập.
I./GIỚI THIỆU SƠ ĐỒ.
1./MẠCH ĐỘNG LỰC:
Đ:là động cơ một chiều kích từ độc lập.
CKĐ:là cuộn kích từ của động cơ Đ.
KĐM:là máy điện khuếch đại từ trường ngang tạo điện áp một chiều điều
chỉnh được cấp cho động cơ Đ.
Suất điện động phát ra điều chỉnh bởi từ thông của các cuộn 1CK , 2CK, cuộn
bù CB.
2./Mạch điều khiển:
-Khâu phản hồi âm dòng có ngắt mạch :gồm các phần tử
+CB, D
3
, D
6
: là khâu phản hồi âm dòng có ngắt theo chiều thuận.
+CB, D
4
, D
5
: là khâu phản hồi âm dòng có ngắt theo chiều ngược.
-Tầng khuếch đại công suất :gồm có 2 đèn điện tử 2 cực , 2ĐT, 3ĐT cấp nguồn
cho 1CK , 2CK
-Tầng khuếch đại điện áp :dùng đèn điện tử 3 cực kép 1ĐT.
-1BO:là máy biến áp vi phân chống dao động mạch ngang của KĐM gồm các
cuộn :
1BO-1: là cuộn sơ cấp nối vào mạch ngang KĐM
: là điện áp chủ đạo lấy trên WR
1
γ.n : là điện áp phản hồi âm tốc độ động cơ lấy trên máy phát tốc.
U
m2
: là điện áp phản hồi mềm , tỷ lệ với gia tốc và đạo hàm gia tốc
ở đầu ra cuộn thứ cấp 2BO-2; 2BO-3.
*Tín hiệu vào tầng 2:
U
v2
=U
v1
-U
m2
Trong đó:
U
v1
: là điện áp đầu ra tầng 1 , lấy trên R
8
và R
9
U
m2
: là điện áp phản hồi mềm , tỷ lệ với đạo hàm dòng điện mạch
ngang lấy trên cuộn thứ cấp 1BO-2 ;1BO-3 .
• Khi U
cđ
=0
SV thiết kế:Trrương Nhật Tiên Trang 17
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trường ĐHKTCN Thái
= I
A3ĐT
Vì 1CK và 2CK có số vòng nh nhau nên sức từ động F
1CK
=F
2CK
.Mặt khác
được nối sao cho sức từ động sinh ra ngược nhau nên sức từ động tổng F
Σ
=F
1CK
+F
2CK
=o làm cho sức điện động E
KĐM
=0.
• Khi U
cđ
>0:
U
đk
= U
v1
=U
cđ
-γ.n –U
m2
>0
KĐM
#0, động cơ quay theo chiều thuận , tốc độ động cơ lớn
hay nhỏ phụ thuộc vào giá trị của điện áp chủ đạo (U
cđ
)
• Khi U
cđ
< 0:
U
đk
=U
v1
=(-U
cđ
) -γ.n –U
m2
<0
Tiếp điểm RT kín , do sự phân cực của điện áp chủ đạo nên điện áp lưới điều
khiển của nửa đèn bên trái lớn hơn nửa đèn bên phải nửa đèn bên trái mở nhiều
hơn dẫn tới I
A1ĐT –T
>I
A1ĐT-P
SV thiết kế:Trrương Nhật Tiên Trang 18
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trường ĐHKTCN Thái
Nguyên
Khi đó sụt áp trên R
8
lớn hơn sụt áp trên R
9
v1
=(-U
cđ
)-γ.n-U
m2
<0
Tiếp điểm RN thường kín , điện áp lưới điều khiển nửa đèn bên phải lớn hơn
nửa đèn bên trái , nửa đèn bên phải mở nhiều hơn nên I
A1ĐT –T
< I
A1ĐT –P
sụt áp trên
R
9
lớn hơn sụt áp trên R
8
, điện áp ra của tầng khuếch đại điện áp có cực tính làm
cho đèn 2ĐT mở nhiều hơn đèn 3ĐT .Do đó I
A3ĐT
<I
A2ĐT
;I
2CK
<I
1CK
sức tự động
tổng F
KĐM
=F
1CK
ckd
a
b
f
e
cb
+
-
1
d
2
d
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trường ĐHKTCN Thái
Nguyên
khi dòng điện phần ứng còn nhỏ I
ư
<I
ng
sụt áp trên cuộn CB nhỏ hơn sụt áp trên
U
ss
trên biến trở WR
3
,D
3
,D
6
bị đặt điện áp ngược nên vẫn chưa khoá dòng điện
cuộn bù tương ứng với dòng phần ứng , toàn bộ dòng phần ứng chạy qua CB nên
ư
rẽ mạch qua D
3
,D
6
dòng qua cuộn CB giảm , mức độ bù
giảm KĐM không được bù đủ dẫn tới suất điện động E
KĐM
giảm nhanh , điện áp
đặt vào phần ứng đông cơ giảm nhanh dẫn tới dòng phần ứng I
ư
giảm , tốc độ
giảm.
Nếu mômen động chưa thoả mãn ,động cơ sẽ dừng , dòng phần ứng giảm I
ư
=I
d
<(I
ư
)
SV thiết kế:Trrương Nhật Tiên Trang 20
0
I
ng
I
n
0
I
d
n
thay đổi theo và thay đổi tốc
độ động cơ.
4./Nguyên lý tự động ổn định tốc độ:
Trong quá trình làm sản xuất , vì lý do nào đó làm thay đổi tốc độ ăn dao thay
đổi làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm do đó yêu cầu cần phải tự động ổn
định.
Khi có sự biến động về tốc độ sẽ làm giá trị của phản hồi âm tốc độ và U
m2
thay
đổi so với trạng thái ổn định trước đó.Tín hiệu điều khiển U
đk
thay đổi do U
đk
=U
cđ
- γ.n –U
m2
.Khi U
đk
thay đổi qua bộ khuếch đại điện từ sẽ làm thay đổi sức từ
động tổng :F
Σ
=F
1CK
- F
2CK
.
Do đó E
KĐM
KĐM
U
Đ
= E
Đ
+I
ư
.R
ư
E
Đ
=K
e
.ϕ.n
Với :β:là hệ số phản hồi dòng
R
b
: là điện trở cuôn bù CB và khâu ngắt dòng
K
KĐMĐ
=K
KĐM
.K
KĐTT
:là hệ số khuếch đại của bộ biến đổi bằng tích của hệ số
K
KĐM
và hệ số khuếch đại của bộ K
ĐĐT
R
KĐMĐ
. K
Đ
R = R
KĐM
+ R
ư
SV thiết kế:Trrương Nhật Tiên Trang 22
I
n
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trường ĐHKTCN Thái
Nguyên
2./Nhược điểm của hệ thống:
Nhược điểm quan trọng của hệ thống là dùng nhiều máy điện quay gồm hai máy
điện.
Máy điện khuếch đại từ trường ngang có từ dư , đặc tính từ hoá có trễ nên khó
điều khiển sâu tốc độ .
-Bộ khuếch đại từ sử dụng các đèn điện tử nên hiệu suất thấp , hệ số khuếch đại
nhỏ và tuổi thọ thấp .
B./CHỌN PHƯƠNG ÁN CẢI TẠO HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĂN
DAO MÁY DOA NGANG 2620B
Để đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng của truyền động ăn dao cho máy doa ngang
2620B ở hệ thống cũ sử dụng máy điện một chiều kích thích độc lập điều chỉnh
tốc độ và đảo chiều quay bằng cách điều chỉnh đảo chiều điện áp phần ứng.
Nh ta đã biết với nguyên lý điều chỉnh điện áp phần ứng hệ thống có cấu trúc
nh sau:
ckd
®
bb®
Hệ thống van -động cơ: (T - Đ )
1,Giới thiệu
a, Sơ đồ
SV thiết kế:Trrương Nhật Tiên Trang 24
a b c
bb®
ck®
®
ft
x®k
fx
th
&
k®
ϒn
U
®
H×nh 2-3
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Trường ĐHKTCN Thái
Nguyên
b,Các phần tử của sơ đồ
+ Đ: động cơ một chiều kích từ độc lập, thực hiện chức năng biến
năng lượng điện một chiều thành cơ năng truyền động cho cơ cấu sản xuất.
+ BBĐ: là bộ biến đổi van có điều khiển , thực hiện chức năng
biến năng lượng điện xoay chiều thành năng lượng điện
một chiều cung cấp cho động cơ.
+ U
đ
: là tín hiệu điện áp đặt.
tăng → α giảm → U
d
tăng → n tăng về điểm làm việc yêu
cầu. Khi n tăng quá mức cho phép thì quá trình diễn ra ngược lại. Đây là nguyên
lý ổn định tốc độ.
3,Họ đặc tính cơ của hệ thống
Sức điện động của BBĐ:
E
b
= E
bm
cosα = U
b
( U
b
=U
ư
: điện áp đầu ra của bộ biến đổi )
E
b
= K
KĐ
K
b
( U
đ
- ϒn )
α
γ
n
I
K
RR
K
UKK
I
K
RR
K
U
n
.
u
γφφ
φφφφ
+
+
−=⇒
+
−=
+
−=
Đây là phương trình đặc tính cơ của hệ thống.Từ đây ta vẽ được họ đặc tính
cơ của hệ thống trên hình 2-4.
SV thiết kế:Trrương Nhật Tiên Trang 26
Copyright: Tài liệu đại học ©