Đồ án "Thiết kế hệ thống trang bị điện cho truyền động ăn dao máy doa 2620B " MỤC LỤC Đồ án "Thiết kế hệ thống trang bị điện cho truyền động ăn dao máy doa 2620B " MỤC LỤC PHẦN I II- PHÂN LOẠI MÁY DOA I-GIỚI THIỆU MÁY PHẦN II 17 LỜI NĨI ĐẦU TRONG ĐIỀU KIỆN CƠNG 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 BUỚC VÀO THỜI KỲ CƠNG NGHIỆP HỐ - HIỆN ĐẠI HỐ VỚI NHỮNG CƠ HỘI THUẬN LỢI VÀ NHỮNG KHÓ KHĂN THÁLỚN 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 NHƯ LỊNG 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 -ĐIỆN TỬ NÓI RIÊNG LÀM CHO BỘ MẶT CỦA XÃ HỘI THAY ĐỔI TỪNG NGÀY TRONG HỒN CẢNH ĐĨ , 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 KHN KHỔ CỦA CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ NGÀNH TỰ ĐƠNG HỐ - 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 MƠ HÌNH KỸ THUẬT CHUN 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 HỒN CẢNH ĐĨ.THỤC TIỄN TRONG CÁC XÍ NGHIỆP CƠNG 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 HỒN THIỆN HOẶC CỊN 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 Dựa tảng đồ án Thiết kế hệ thống trang bị điện cho truyền động ăn dao máy doa 2620B tập trung vào giải , cải tạo hệ thống trang bị điện cho máy Bản đồ án gồm có phần : ∗ Phần I : Tìm hiểu cơng nghệ máy doa 2620B ∗ Phần II: Phân tích chọn phưong án truyền động,thiết kế sơ đồ nguyên lý ∗ Phần III: Tính chọn thiết bị ∗ Phần IV: Xây dựng đặc tính tĩnh kiểm tra chất lượng tĩnh ∗ Phần V: Xét ổn định hiệu chỉnh hiệu chỉnh hệ thống ∗ Phần VI: Thuyết minh sơ đồ nguyên lý Trên tinh thần làm việc nghiêm túc , với lỗ lực cao thân nội dung đồ án xây dựng sở tính tốn logic khoa học có tính thuyết phục cao Bản đồ án trình bày cách logic, nhằm giúp cho người đọc dễ hiểu Tuy nhiên, kiến thức hạn chế , phạm vi thời gian có hạn , lượng kiến thức lớn nên đồ án khơng khỏi cịn khiếm khuyết Em mong nhận góp ý xây dựng thầy bè bạn để đồ án hồn thiện Trong q trình làm đồ án em nhận giúp đỡ hướng dẫn bảo nhiệt tình thầy giáo góp ý xây dựng bạn bè đồng nghiệp Đặc biệt giúp đỡ thầy Đỗ Trung Hải Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ này! Sinh viên thiết kế: Ngô Duy Hậu PHẦN I GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ CỦA MÁY I.1 CHỨC NĂNG - CÔNG DỤNG CỦA MÁY DOA I- CHỨC NĂNG VÀ CÔNG DỤNG CỦA MÁY DOA Máy doa thuộc nhóm máy cắt gọt kim loại Doa phương pháp gia công chi tiết ,doa thuộc công đoạn gia cơng tinh , gia cơng lỗ khoan ,kht, lỗ hình cơn, hình trụ, cắt ren Ngồi máy doa cịn dùng để phay Doa phương pháp gia công tinh đạt độ bóng bề mặt từ ∇6∇9 cấp xác từ - cấp xác II- PHÂN LOẠI MÁY DOA Máy doa máy gia công cắt gọt kim loại Trên truyền động máy gá mũi khoan mũi doa, máy gia cơng thơ ( khoan ,kht lỗ hình ,hình trụ); gia cơng tinh gá mũi doa Đặc điểm máy doa gia cơng đồng thời nhiều lỗ có trục song song trục thng gúc vi Máy doa có nhiều loại khác víi kÝch cì , cơng dụng mức độ chun mơn hố khác - Nếu phân loại theo chức , cơng dụng phân : + 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 KĐB điều chỉnh tốc độ điện +Loại trung bình thường dùng động KĐB điều chỉnh tốc độ cách thay đổi số đôi cực dùng ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU NHƯNG LÀ HỆ THỐNG HỞ +Loại phức tạp : dùng động chiều kích từ độc lập điều khiển theo hệ kín điều khiển theo chương trình Đây loại máy doa gia cơng có độ xác cao - Nếu phân loại theo trọng lượng máy ,ta có: +Loại nhỏ : trọng lượng máy nhỏ 10 +Loại trung bình :trọng lượng máy từ 10 - 100 +Loại lớn: trọng lượng máy lớn 100 I.2 GIỚI THIỆU MÁY DOA 2620B I-GIỚI THIỆU MÁY 1/ Chức máy Máy doa ngang 2620B nằm nhóm máy cắt gọt kim loại thứ ba Đây loại máy có vai trị quan trọng cơng nghiệp loại máy doa vạn Loại máy có hệ thống trang bị điện đại, gia cơng nhiều loại chi tiết khác nhau, khả cơng nghệ dùng để doa, khoan, khoét, phay với nguyên công sau: - Nguyên công doa: thường doa lỗ hình ,hình trụ, mặt phẳng vng góc với có độ định tâm cao - Ngun cơng tiện: nắp lưỡi dao tiện tiện ,cắt mặt đầu, cắt ren Với nguyên công cắt ren truyền động ăn dao truyền từ trục -Ngun cơng khoan: cần gia cơng lỗ có độ định tâm cao ta thực máy doa , nguyên công thường nặng nề - Nguyên công phay: phay mặt đầu , phay mặt phẳng , phay mặt , phay mặt 2/ Các truyền động máy doa a, Truyền động Truyền động máy doa 2620B truyền động quay mâm gá dao, truyền động thực nhờ động KĐB ro to lồng sóc, thay đổi tốc độ nhờ thay đổi cách dây từ ∆∆-YY Tốc độ trục mâm gá dao thay đổi phạm vi rộng có cấp nhờ hộp tốc độ Khi thay đổi tốc độ bánh chưa ăn khớp động đóng điện với mơ men nhỏ tạo điêù kiện cho bánh vào ăn khớp , truyền động có nhiều cấp tốc độ nhờ kết hợp hai phương pháp thay đổi tốc độ điện khí Động hãm ngược sau ấn nút dừng sau ấn nút thử máy b, Truyền động ăn dao Bao gồm truyền động: - Chuyển động tịnh tiến theo phương ngang -Chuyển động sang trái -Chuyển động sang phải Ngồi cịn có chuyển động bàn máy ụ máy theo hai chiều, chuyển động truyền động động điện chiều kích từ độc lập truyền động quan trọng , phức tạp máy doa với yêu cầu thông số chất lượng cao c, Các truyền động phụ - Truyền động di chuyển cấu kẹp chi tiết, thực nhờ động KĐB ro to lồng sóc - Các truyền động bơm nước, bơm dầu 3/ Kết cấu máy doa 2620B a, Thân máy Là phần cố định so với bệ máy, có kết cấu hình chữ U, hai đầu có hai ụ b, Ụ Nằm thân máy, chuyển động tịnh tiến so vớithân máy Động trục gắn vào thân máy với hộp tốc độ, q trình di chuyển thực hiên nhờ trục động chạy dao c, Ụ trục phụ Nằm thân máy chuyển động tịnh tiến nhờ động ăn dao tay Khi gia cơng chi tiết có địi hỏi độ xác cao có tác dụng giữ dao d, Bàn máy Được bố trí hai ụ, di chuyển ngang, dọc, qua trái, qua phải 4/ Các chế độ vận hành máy a, Máy doa ngang 2620B có chế độ vận hành sau: +Truyền dộng ăn dao nhờ hai chế độ vận hành tay tự động + Trong q trình vận hành thực chạy nhanh bàn dao phương pháp giảm từ thông động Chỉnh định toạ độ ụ, trục nhờ hệ kính phóng đại quang học +Điều khiển máy nhờ nút bấm tay gạt, chúng bố chí hai ụ máy b,Các thơng số kỹ thuật máy ta đưa thêm khâu hiệu chỉnh vào sơ đồ cấu trúc có dạng : UCD W0 n R(P) RP) hàm tối ưu : ta có : W( P ) = 1 = 3,5756.10 −4 + 155337,6.2.τ P.(2.τ P +1) 103,48.P (0,0372.P +1).(6,66.10 −3.P +1) Ta có mạch hiệu chỉnh sau: R2 C R1 Uvµo IC Ura + -4 Ta chọn: R2/R1 = 3,5756.10 -6 R1.C = 103,48 chọn C = 1µF = 10 F ⇒ R1= 103480 (KΩ) ⇒ R2= 37(KΩ) b/ Trường hợp hai mạch vòng phản hồi âm tốc độ âm dịng có ngắt tham gia: Sơ đồ cấu trúc hệ thống : TM.P β KD.Ru Uc® - Ww Wi WΠ γ 1/Ru - T P + 1/K® KD.Ru TM.P n Wβ Uc® - Ww Wi WΠ n Wd γ Wβ Ww Uc® - Wt® γ Trong : WD : hàm truyền động WD = KD 7,8 = TM TE P + TM P + 0,0048 P + 0,372 P + WW = 2000 hệ số khuyếch đại trung gian Wβ = β.TM P Ru K D = 0,0018 P WTD = WD WI Wπ = KD K BD WI TM TE P + TM P + Tπ P + Sơ đồ cấu trúc ta đưa dạng sau : n Ww Uc® - WT®1 n γ Uc® Wht n Với : WTD1 = WHT = WHT = WTD +WβWTD WTD1.Wω + γ WTD1.Wω K ω K D K π K I RU RU TM TE Tπ P + RU (TM Tπ + TM TE ) P + [ RU (TM + Tπ ) + β TM K π K I ]P + RU + γK π K I A( P ) = RU TM TE Tπ P + RU (TM Tπ + TM TE ) P + [ RU (TM + Tπ ) + β.TM K π K I ]P + RU + γK π K I A( P ) = 4,7.10 −5 P + 0,014 P + 5,553.P +10,689 Ta lập bảng Raox: -5 4,7.10 5,553 0,014 4662,28 -5,52 10,689 10,689 Ta thấy bảng Raox b0 < ⇒ hệ chưa ổn định ta hiệu chỉnh hệ thống b1/ hiêụ chỉnh hệ thống : hiệu chỉnh hệ thống công việc đưa hệ điều khiển từ chưa ổn định hệ thống điều khiển ổn định , hệ điều khiển ổn địng thông số chất lượng chưa đảm bảo hệ có thơng số chất lượng đảm bảo - Có nhiều phương pháp hiệu chỉnh hệ thống + phương pháp 1: thay đổi thông số hệ + phương pháp 2: đưa thêm mối liên hệ phản hồi vào hệ + phương pháp 3: thay đổi cách ghép nối phần tử hệ + phương pháp 4: đưa thêm thiết bị phụ bên vào hệ goi thiết bị hiêu chỉnh * Mỗi phương pháp có ưu nhựoc điểm riêng phù hơp với công nghệ Song hệ truyền động điện ta xét hiệu chỉnh theo phương pháp đơn giản , dễ thực , xác phù hợp ta hiệu chỉnh theo phường pháp ta hiệu chỉnh theo phương pháp tối ưu - Hàm tối ưu có dạng : WTU = 2τP + τP +1 * Hiệu chỉnh mạch vòng âm dòng điện Sơ đồ cấu trúc sau : β Uw Wi WΠ 1/Ru - T P + 1/K® KD.Ru TM.P n / Ru qn tính lớn lên thành phần T P +1 1/KD tác động lên hệ thống nhỏ E ta bỏ qua bỏ qua sơ đồ cấu trúc có dạng sau β Uw Wi WΠ Uw n 1/Ru T P + Wtd1 n β Uw 1/ β W0 - Với : WTD = WI Wπ WTD = WTD = / Ru TE P +1 / 2,92 66,4 0,13P +1 3,33.10 −3 P +1 43,835 4,329.10 P + 0,13333P +1 −4 n Ta đưa thêm khâu hiệu chỉnh vào sơ đồ cấu trúc có dạng : Uw 1/ β W0 n Rp với R(P) hàm hiệu chỉnh : R( P ) = 2.τP (τP +1) W0 = WTD β = 48,218 4,329.10 −4 P + 0,13333P +1 Vậy : W( P ) = = R( P ) W(TD ) 48,218.2.τ P (τP +1) (3,33.10 −3 +1)(0,13 p +1) -3 Ta chọn : τ = 3,33.10 ⇒W( P ) = 1 = 0,81 + R( P ) W(TD ) 0,1606.P ta đưa thêm hàm hiệu chỉnh vào : R2 C R1 Uvµo IC + hàm hiệu chỉnh có dạng : Ta chọn: R2/R1 = 0,81 R1.C = 0,16 Ura Ta chọn : C = 1µ F ⇒ R1 = 160(KΩ) ⇒ R2 = 130 (KΩ) • Hiệu chỉnh mạch vịng phản hồi âm tốc độ : Ta có sơ đồ cấu trúc: Uc® - Ww 1/ β TM.P γ Uw n Wtd2 - Uw n KD.Ru Wtu1 γ 1/ γ n W01 - Trong : WTD = WTU Wω WTD = Ru K D 2,92.7,8 1 = 2000 2 TM P β 0,0372 P 1,1 2.τ P + 2.τ.P +1 41410,51 0,0375.P.(2,218.10 −5 + 6,66.10 −3.P +1) W01 = WTD γ = WTD = WTU Wω Uw 1/ γ 310,58 0,0372.P (6,66.10 −3 +1) W01 R(p) n W( P ) = = 0,0089 310,58.2.τ P.( 2.τ.P +1) 0,0372.P.(6,66.10 −3.P +1) Vậy hàm hiệu chỉnh khâu hiệu chỉnh kiểu K Thiết kế sơ đồ nguyên lý khâu hiệu chỉnh , ta sử dụng khuyếch đại thuật tốn R2 R1 Uvµo IC Ura + Ta chọn : R1/R2 = 0,0089 Chọn R1 = 1(KΩ) ⇒ R2 = 112(KΩ) b/ Trường hợp có âm dịng có ngắt tham gia: Sơ đồ cấu trúc hình vẽ: β Ucd Ww Wi 1/Ru WΠ T P + - 1/K® Uw W0 n Wβ Uw WTD - n KD.Ru TM.P n Ta có: Wβ = β.TM P Ru K D = 0,0018 P W0 =WD Wπ WI = 7,8.2000.2 3,33.10 −3.P +1 ta thấy hệ tự ổn định khơng cần hiệu chỉnh chế độ làm việc dài hạn động PHẦN VI THUYẾT MINH SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VI -1 nguyên lý làm việc mạch động lực * Khi động làm việc thuận: Đóng cầu dao CD cung cấp điện áp ba pha cho máy biến áp động lực BA Khi hai biến đổi hình tia ba pha song song ngược cấp điện áp Các van từ T1 ÷ T6 dược đặt điện áp thuận theo chiều biến thiên điện áp ba pha Các van T1 , T2 , T3 điều khiển với góc mở α1 < 90 , cịn van T4 , T5 , T6 điều khiển mở với góc mở α2 > 90 cho: α1 + α2 = 180 Lúc điện áp chỉnh lưu hai nhóm van là: Ud1 = Ud0 cosα1 > Ud2 = Ud0cosα2 < Động quay theo chiều thuận phù hợp với chiều Ud1 Còn biến đổi hai làm việc chế độ nghịch lưu đợi VI - nguyên lý làm việc mạch điều khiển Mạch điều khiển hệ thống truyền động ăn dao máy doa 2620B thiết kế theo yêu cầu kỹ thuật là: + ổn định điều chỉnh tốc độ + Tự động han chế phụ tải + Đảo chiều + Hãm dừng xác Xuất phát từ yêu cầu ta phân tích nguyên lý làm việc hệ thống theo yêu cầu 1,nguyên lý ổn định tốc độ điều chỉnh tốc độ Giả sử động làm việc tốc độ đặt chiều quay thuận, lúc tiếp điểm T đóng, Ucđ mang dấu dương khiến điện áp khâu khuyếch đại trung gian IC3 có dấu dương điện áp điều khiển có dấu dương Điện áp làm cho nhóm van katốt chung mở với góc mở α1 < 90 ; mặt khác , điện áp điều khiển nhóm van anốt chung có dấu âm khiến nhóm van anốt chung mở với góc mở α2 > 90 , tức làm việc chế độ nghịch lưu đợi Trong qúa trình làm việc có thay đổi tải, giả sử tải tăng khiến tốc độ động giảm ⇒ ( Ucđ - ϒn) tăng ⇒ điện áp điều khiển tăng ⇒ góc mở α1 giảm ⇒ Ud1 tăng kéo tốc độ động trở lại điểm làm việc yêu cầu Nếu tải giảm qúa trình diễn ngược lai Đó nguyên lý ổn định tốc độ Chất lượng qúa trình ổn định tốc độ đánh giá qua tiêu: S* = 1,8 % Khi muốn thay đổi tốc độ ta điều chỉnh biến trở R 30 điện áp chủ đạo thay đổi, dẫn đến điện áp điều khiển thay đổi ⇒ góc mở α thay đổi ⇒ điện áp chỉnh lưu thay đổi ⇒ tốc độ động thay đổi theo Điện áp chủ đạo điều chỉnh nhờ biến trở R30 vô cấp tốc độ động điều chỉnh vô cấp 2, Khả hãn chế phụ tải Giả sử qúa trình làm việc tải hệ thống tăng q mức cho phép dịng phần ứng động tăng mức cho phép, điều khơng cho phép Trong hệ thống có tính đến khả Khi dòng phần ứng tăng giá trị ngắt khâu ngắt dịng tham gia tác động làm giảm điện áp điều khiển ⇒ góc mở α có xu hướng tiến tới 90 làm cho điện áp chỉnh lưu giảm dòng phần ứng không tăng lớn Mặt khác , điện áp chỉnh lưu giảm ⇒ tốc độ động giảm (đủ nhỏ) lúc khối cải thiện cất lượng động tác động tiếp tục hạn chế góc mở dòng điện phần ứng hạn chế nhỏ mức cho phép, giá trị 18A 3, Quá trình đảo chiều động Để đảo chiều quay động ta thay đổi đóng mở tiếp điểm T,N, tức đảo chiều điện áp chủ đạo Giả sử T đóng động quay theo chiều thuận ta đồng thời mở T đóng N điện áp chủ đạo đảo từ dương sang âm ⇒ điện áp đầu khâu khuyếch đại trung gian đảo dấu từ âm sang dương Tuy nhiên lúc động quay thuận nên khối cải thiện chất lượng động tham gia tác dụng làm cho động hãm tái sinh Khi tốc độ động giảm dần diốt D khố lại khiến điện áp điều khiển nhóm van anốt chung có giá trị dương ⇒ động chuyển từ hãm tái sinh sang hãm ngược Khi n = động tự động khởi động theo chiều ngược lại 4, Hãm dừng Muốn hãm dừng ta việc ngắt Ucđ cách mở tiếp điểm T N trạng thái đóng Lúc qúa trình hãm diễn tương tự qúa trình đảo chiều Tài liệu tham khảo Giáo trình truyền động điện Bùi Quang Khánh - Nguyễn Văn Liên Điện tử cơng suất Nguyễn Bính Bài giảng kỹ thuật biến đổi võ quang lạp Tự động điều chỉnh truyền động điện Bùi Quốc Khánh - Dương Văn Nghi Phạm Quốc Hải - Nguyễn Văn Liên Lý thuyết điều kiển tự động Đặng Văn Đào -Lê Văn Doanh 10,000 Trazito Các mạch khuếch đại IC tuyến tính ... ăn dao động 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 truyền động phức tạp nhất, địi hỏi hệ thống. ..MỤC LỤC Đồ án "Thiết kế hệ thống trang bị điện cho truyền động ăn dao máy doa 2620B " MỤC LỤC PHẦN I II- PHÂN LOẠI MÁY DOA I-GIỚI THIỆU MÁY ... TRUYỀN ĐỘNG ĂN DAO CHO MÁY DOA NGANG 2620B CŨ Trong máy doa ngang 2620B truyền động ăn dao truyền động quan trọng , với máy doa ngang 2620B có yêu cầu sau: -Phạm vi điều chỉnh : D=800/1 Lượng ăn dao