Электрооборудование

Выбор аппаратов управления (магнитных  пускателей, контакторов, автоматических выключателей) и защиты (предохранителей, автоматических выключателей, тепловых реле) производят по номинальному току нагрузки, номинальному напряжению и роду тока питающей сети. Трансформатор выбирается на 20% от суммарной номинальной нагрузке сети.

Для выбора проводов и кабелей питающих станок, а также аппаратов защиты и пуска необходимо знать следующие расчетные данные: I_ном – номинальный ток электродвигателя станка, А; I_пуск – пусковой ток одного электродвигателя, А; ∑ I_ном – номинальный ток станка, А; I_пик – пиковый ток группы, А.

Номинальный ток I_ном, А, двигателя находим по формуле

                  I_ном = P_ном/√3∙U_ном ∙cosφ ∙η,                                                (8.1)                                                       

где P_ном – паспортная номинальная активная мощность двигателя, кВт;

      U_ном – номинальное напряжение сети, кВ;

      сosφ – коэффициент мощности электродвигателя;

      η – коэффициент полезного действия.

Ток пусковой I_пуск , А, двигателя находим

                  I_пуск= К_пуск∙I_ном,                                                                  (8.2)                                                                          

где  К_пуск – кратность пускового тока к номинальному.

Пиковый ток I_пик определяем по выражению

                 I_пик=I_н.max.+ ∑ I_ном                                                               (8.3)                                                            

где  I_н.max – наибольший пусковой ток электродвигателя в группе , А.

Рассчитаем  I_ном,I_пуск, ∑ I_ном,  I_пик, фрезерного консольного станка , в котором установлены следующие двигатели АИР 100S4, АИР 56А4, АИР 56А4, АИР 80В4

Находим по (8.1) I_ном, А:

 – для АИР 100S4

               I_ном = 3/√3∙0,38∙0,82∙0,83 = 6,78 А

– для АИР 56А4

               I_ном = 0,12/√3∙0,38∙0,63∙0,66 = 0,44 А

– для АИР 71В4

               I_ном = 0,75/√3∙0,38∙0,73∙0,76 = 2,08 А

– для АИР 80В4

               I_ном = 1,1/√3∙0,38∙0,75∙0,81= 2,79 А

 

Определяем  по (8.2) I_пуск, А:

– для АИР 100S4

                I_пуск = 7∙6,78= 47,46 А

– для АИР 56А4

                I_пуск = 5∙0,44 = 2,2 А

– для АИР 71В4

                I_пуск = 5∙2,08 = 10,4 А

– для АИР 80В4

                I_пуск = 5,5∙2,79 = 15,345 А

Находим суммарный номинальный  ток электродвигателей станка мелкого  токарного

                ∑ I_ном = 6,78+0,44+2,08+2,79 = 12,09 А

Определяем пиковый ток для станка мелкого токарного по (8.3)

                I_пик = 6,78+15,345 = 22,145 А

Наиболее часто применяются  автоматические выключатели с тепловым, электромагнитным и комбинированными расцепителями. Тепловые расцепители защищают от перегрузок, а электромагнитные – от токов КЗ. Комбинированный представляет собой сочетание теплового и электромагнитного расцепителя. С комбинированным расцепителем выбираем вводной автоматический выключатель QF1 для проектируемого станка.

Номинальные токи АВ I_ном..АВ, А, и его расцепителя I_ном.р., А,  выбираются по следующим условиям

               I_ном..АВ ≥ I_р ;                                                                        (8.4)                                                                       

               I_{ном. р.} ≥ I_р   ,                                                                       (8.5)                                                                       

                                                                                               

где I_р – расчетный (номинальный) ток станка, А.

Ток срабатывания (осечки) электромагнитного  или комбинированного расцепителя I_ср.р., А,  проверяется по условию

               I_ср.р. ≥ 1,25I_пик                                                                    (8.6)                                                                     

Расчетное значение кратности тока отсечки  К_т.о. может быть найдено по формуле

               К_т.о =1,25I_пик/ I_{ном. р.}                                                            (8.7)                    

Выберем вводной автоматический выключатель QF1 для станка. Тип выключателя выбираем по справочным данным [5–Таблица П13]. Номинальный ток станка 12,09 А, тогда по условию (8.5), выбираем автоматический выключатель с номинальным током расцепителя ближайшим к току станка.

По формуле (8.7)

              К_т.о = (1,25∙22,145)/12,09 =2,28

С соблюдением всех условий выбираем вводный автоматический выключатель серии ВА-51Г-25: I_ном..АВ = 25 А, I_{ном. р} = 12,5 А, К_т.о = 3.

Магнитный пускатель выбирается по схожим условиям, что и автоматический выключатель, то есть номинальный ток  пускателя должен быть больше либо равен номинальному току станка. Исходя из этого выбираем магнитный пускатель КМ1 [6, таблица 3.6] типа ПМЛ 2200: номинальное напряжение – 380 В, номинальный ток главных контактов равен 25 А, номинальный ток пускателя 25 А.

Номинальный ток (уставку) теплового реле выбирают исходя из номинальной нагрузки электродвигателя. Выбранная уставка теплового реле составляет (1,2 – 1,3)I_ном электродвигателя. Тогда на основании этого выбираем тепловые реле для двигателей М1 – М4:

– для электродвигателя привода  шпинделя М1 (АИР 100S4) – тепловое реле КК1 типа ТРН-25-10;

– для электродвигателя фрезерной  головки М2 ( АИР 80В4) – тепловое реле КК2 типа ТРН-10-6,3;

– для электродвигателя привода  подач М3 ( АИР 71В4) – тепловое реле КК3 типа ТРН-10-5;

– для электродвигателя насоса М4 ( АИР 56А4) – тепловое реле КК4 типа ТРН-10-2,5.

Выбираем трансформатор TV1 на основании мощности магнитного пускателя КМ1, мощность которого равна 0,12 кВА [6, таблица 3.6] типа ТБС-0,16: мощность 160 ВА, напряжение первичной обмотки – 220 В (380 В), вторичной 115 В, обмотки местного освещения 24 В, номинальным током 3А.

Сигнальные лампы HL1, HL2 и HL3 рассчитаны на напряжение 24В в соответствии с ГОСТ [4] и исходя из этого, выбираем все лампы типа КМ-3 с током 0,1 А.

Лампы местного освещения EL1и EL2 в соответствии с ГОСТ [4] должны быть на напряжение 36 В, выбираем их типа МО36-40: мощностью 40 Вт и цоколем Р27.

На основании мощности выбранных  ламп местного освещения выбираем трансформатор  TV2 типа ОСМ - 0,1 220/5-36В  мощностью 0,1 кВА, напряжением первичной обмотки 220 В, вторичной 36 В.

Реле времени выбирается исходя из напряжения и номинального тока сети. Выбираем реле времени типа РВП72-3122: номинальное напряжение питания 110 В, коммутируемый ток 16 А.

Выбираем кнопки «пуск» и «стоп» по номинальному напряжению и максимальному  току цепи: SB1, SB2, SB3, SB4 и SB5 – кнопка типа КЕ-031 У2 номинальным напряжением 110В и максимальным током 10А.

Автоматический выключатель для  защиты цепей управления выбирается по таким же условиям как и автоматический выключатель QF1. Номинальный ток цепи управления 5А, выбираем однополюсный автоматический выключатель с комбинированным расцепителем типа АЕ-2033-10: номинальный ток расцепителя 10 А, отсечка 12I_н.

9 Выбор питающих проводов и способы их прокладки

Особенности электропроводок  на металлорежущих станках определяются технологическим процессом резания металла с наличием смазывающих и охлаждающих жидкостей, конструкций станка, а также тем, что непосредственно на рабочих механизмах устанавливают электрооборудование (электродвигатели, пускатели, электромагниты, кнопки и т. п.). Главное требование — безусловная надежность работы станка, безопасность, большой срок службы при всех режимах работы.

Существуют следующие  способы прокладок проводов на металлорежущих станках: неподвижная — в стальных трубах, коробах, на станинах, в нишах, шкафах, металлических рукавах, и подвижная — в шланговых оболочках, резинотканевых рукавах, троллеями и контактными кольцами.

Широкое применение при  монтаже электрооборудования металлорежущих станков получили стальные газовые трубы, гибкие металлорукова и каналы (в отливках станин и корпусов). Для предохранения от разрушающего действия масел и других жидкостей применяются полихлорвиниловые провода.

При монтаже металлических или  резинотканевых рукавов необходимо обеспечить особую надежность соединения с жесткими соединительными элементами (ниппелями,  патрубками и т.  п.).

Для качественного выполнения монтажа, демонтажа и ремонта электрооборудования  станков необходимо маркировать  провода специальными бирками.

Проводники всех видов и назначений выбираются или проверяются по допустимому  нагреву номинальным током I_н, А, по условию

                     I_доп ≥ I_н                                                                                (9.1)

Для проектируемого станка выбираем прокладку кабеля неподвижную – в стальных трубах, коробах, на станинах, в нишах, шкафах, металлических рукавах в зависимости от участка будет использоваться тот или иной способ прокладки. Выбираем для питание силовой цепи провод марки ПР 5(1×1) с длительно допустимым током 17А.

Для питания цепей управления выбираем провод марки ПР 1×0,75 с длительно допустимым током 15 А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 Охрана труда

Безопасность труда на станке достигается  соответствием его конструкции  требованиям ГОСТ [8].

Ременная передача привода главного движения снабжена ограждением, предохраняющим от травмирования при работе указанного устройства. Внутренняя поверхность ограждения окрашена в желтый сигнальный цвет. Ограждение имеет электрическую блокировку.

На станке задний конец шпинделя вместе с выступающим концом винта  для закрепления инструмента, огражден защитным кожухом открывающегося типа, имеющим электрическую блокировку.

Выступающий из поддержки (подвески) конец фрезерной оправки огражден быстросъемным кожухом. Привод подач  защищен от перегрузки предохранительной  муфтой, встроенной в коробку привода. Муфта срабатывает при наезде стола станка на жесткий упор. Перемещение  стола ограничивается в крайних  положениях жесткими упорами. Станок имеет  устройство автоматического торможение шпинделя. Время остановки шпинделя (без инструмента) после его выключения не превышает 6с.

Вводной выключатель QF1 имеет устройство для запирание его в отключенном состоянии при закрытой дверце. Дверца электрошкафа сблокирована с вводным выключателем таким образом, что открыть ее можно только при отключенном вводном выключателе.

На станке установлена кнопка «Стоп» с грибовидным толкателем красного цвета.

На передней боковой стенке электрошкафа установлены рукоятка вводного выключателя, сигнальная лампа HL1, показывающая наличие напряжения в цепях управления при включенном вводном выключателе QF1. На левой стенке станка установлены выключатели электродвигателей шпинделя, фрезерной головки, подачи стола и электронасоса, а также кнопка толчок», предназначенная для кратковременного включения электродвигателей.

На передней стенке салазок установлена  кнопочная станция с кнопками: пуск станка, остановка станка, ускоренное перемещение стола. Для осуществления  ускоренного перемещения стола  в коробку подач встроена электромагнитная муфта YC1.

Для лучшего освещения зоны обработки  детали установлены два светильника  местного освещения EL1 и EL2.

Перед пуском станка необходимо проверить  внешним осмотром заземление станка и исправность монтажа электрооборудования. Затем, установив в выключенное положение выключатели электродвигателей (все имеющиеся), проверить четкость срабатывания магнитного пускателя КМ1 и кнопок управления SB1 – SB5, а также действие блокировки и сигнализации.

Во время эксплуатации станка необходимо переоидически производить технические осмотры всего электрооборудования, и в собственности пусковой электроаппаратуры, а также регулярно производить профилактические ремонты электродвигателей М1 – М4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11 Выводы по проекту

Спроектированный вертикальный консольный фрезерный станок модели 6Т80Ш по техническим показателям и безопасности отвечает всем стандартам времени. В  проектировании учитывались все  достижения в области развития электроаппаратов. В станке используется оборудование наиболее технико-экономически выгодное для эксплуатации. Он определенно найдет широкое применение при серийном и массовом производстве. Станок не сложен в обслуживании, что дает ему преимущество в технико-экономическом плане, т.к. меньше соответственно нужно дорогостоящих комплектующих. Но при этом он не имеет потерь  в производительности и качестве обработки изделий по отношению к другим аналогичным моделям фрезерных вертикальных станков. Спроектированный станок без сомнения является одним из лидеров в своем классе.