Розрахунок радіально-свердлильного верстата моделі 2А55

ЗМІСТ

Введення

1 Коротка технічна характеристика основних вузлів радіально - свердлильного верстата моделі 2А55

2 Проектування режимів роботи радіально - свердлильного верстата моделі 2А55

3 Вимоги до електроприводу і автоматики радіально - свердлильного верстата моделі 2А55

4 Вибір роду струму і напруги

5 Режими роботи двигунів радіально - свердлильного верстата моделі 2А55

6 Призначення стенду

7 Опис роботи принципової електричної схеми радіально - свердлильного верстата моделі 2А

8 Опис роботи схеми стенда

9 Розрахунок і вибір електричних апаратів

9.1 Розрахунок і вибір магнітних пускачів

9.2 Розрахунок і вибір світлодіодів

9.3 Розрахунок і вибір кнопок

9.4 Розрахунок і вибір трансформатора

9.5 Розрахунок і вибір проміжних реле

9.6 Розрахунок і вибір випрямляча

10 Розрахунок і вибір захисної апаратури

10.1 Розрахунок і вибір автоматичних вимикачів

11 Розрахунок і вибір проводів

12 Техніка безпеки при роботі зі стендом

13 Економічна частина

13.1 Розрахунок витрат на покупку і складання стенду

13.2 Визначення та планування річного фонду заробітної плати

13.3 Розрахунок праці працівника за рік

13.4 Розрахунок матеріальних витрат

13.5 Кошторис готового електрифікованого стенду управління радіально - свердлильних верстатів моделі 2А55

Додаток - А. Специфікація вибраного обладнання

Висновок

Список використаних джерел

ВСТУП

У даному дипломному проекті мені було запропоновано розгляд схеми радіально - свердлильного верстата моделі 2А55. На перш, ніж впритул зайнятися вивченням даної моделі верстата, хотілося б навести загальні дані про металорізальних верстатах, про їх маркування. Також будуть перераховані всі групи і підгрупи металорізальних верстатів.

Металорізальні верстати, в залежності від виду обробки деталі, ділять на дев'ять груп:

1) Токарні;

2) Свердлильні та розточувальні;

3) Шліфувальні, полірувальні, доводочні, заточувальні;

4) Електрохімічні та електрофізичні;

5) Зубо - і різьбо - обробні;

6) Фрезерні;

7) Стругальні, довбальні, протяжні;

8) Розрізні;

9) Різні.

Кожну групу ділять дев'ять типів, які в свою чергу характеризують призначення верстатів, їх компонування, ступінь автоматизації або вид застосовуваного інструмента.

Так як в даному дипломному проекті передбачена тема радіально - свердлильного верстата моделі 2А55, то не варто привертати увагу на інших металорізальних верстатах. З цього моменту зосередимо свою увагу на групі свердлильних і розточувальних верстатів.

Перерахуємо вище згадані дев'ять типів свердлильних і розточувальних верстатів:

1) Настільно і вертикально свердлильні

2) Одношпиндельні

3) Багатошпиндельні

4) Координатно - розточувальні

5) Радіально і координатно - свердлильні

6) Розточувальні

7) обробно - розточувальні

8) Горизонтально - свердлильні

9) Різні свердлильні

Позначення моделі верстата складається з поєднання трьох або чотирьох цифр і букв. Перша цифра означає номер групи, друга - номер типу верстата, а останні одна або дві цифри - найбільш характерні технологічні параметри верстата. Наприклад: 2Н125 означає вертикально - свердлильний верстат з найбільшим умовним діаметром свердління 25 мм.

Буква, що стоїть після першої цифри, вказує на різне виконання і модернізацію основної базової моделі верстата.

Буква в кінці цифрової частини, означає модифікацію базової моделі, клас точності або його особливості.

Класи точності верстатів позначають:

1) Н - нормальної;

2) П - підвищеної;

3) У - високою;

4) А - особливої ​​точності;

5) З - особливо точні верстати.

Прийнята наступна індексація моделей верстатів з програмним керуванням:

1) Ц - з цикловим управлінням;

2) Ф1 - з цифровою індексацією положення, а також з попередніми набором координат;

3) Ф2 - з позиційною системою ЧПУ;

4) Ф3 - з контурною системою ЧПУ;

5) Ф4 - з комбінованою системою ЧПУ.

Наприклад: 2Р135Ф2 - вертикально - свердлильний верстат, з револьверною головкою, хрестовим столом і з позиційною системою числового програмного керування.

Верстати також поділяють широкоуниверсальні, універсальні (загального призначення), спеціалізовані і спеціальні.

Далі мова піде тільки про свердлильних верстатах. Буде розказано про їх спеціалізації, призначення, які операції на них можуть виконуватися, які головні і допоміжні рухи у цього верстата, і також буде порушено тему перспектива розвитку верстатів у майбутньому.

Свердлильні верстати - численна група металорізальних верстатів призначених для отримання наскрізних і глухих отворів у суцільному матеріалі, для чистової обробки (зенкерування, розгортання) отворів, утворених у заготівлі яким-небудь іншим способом, для нарізування внутрішніх резьб, для зенкування торцевих поверхонь.

Застосовуючи спеціальні інструменти і пристосування, на свердлильних верстатах можна розточувати отвори, вирізати отвори великого діаметру в листовому матеріалі («трепанірованіе»), притирати точні отвори і т. д.

Свердлильні верстати використовують у механічних, складальних, ремонтних та інструментальних цехах машинобудівних заводів.

На свердлильних верстатах обробка отворів виконується свердлами зенкерами, розгортками, зенковки та іншими інструментами, нарізування різьблення - мітчиками.

У свердлильних верстатах головний рух і рух подачі повідомляються інструменту.

У свердлильних верстатах головний рух і рух подачі повідомляються інструменту.

До верстатів загального призначення відносяться вертикально - свердлильні і радіально - свердлильні верстати. Існують також горизонтально - розточувальні і координатно - розточувальні верстати. Ці верстати також відносяться до групи свердлильних верстатів.

Горизонтально - розточувальні верстати - це такі верстати, на яких роблять обробку внутрішньої циліндричної поверхні корпусів електричних машин. Застосовуються в електромашинобудуванні.

Координатно - розточувальні верстати - це такі верстати, на яких можна робити свердління, розмітку, а також всілякі розточувальні роботи і фрезерування торцевими фрезами. Але все ж таки більшою мірою застосовуються для обробки деталей з підвищеною точністю (у межах 0,005 - 0,01 мм.) Без попередньої розмітки поверхні деталей і без застосуванні кондуктора.

Зараз ми опишемо все те, з чого складається радіально - свердлильний верстат. Він складається з восьми головних частин:

1) Фундаментна плита;

2) Порожниста гільза;

3) Вертикальний гвинт механізму переміщення;

4) Горизонтальний рукав (траверс);

5) шпиндельної бабки (свердлильна головка);

6) Головний електродвигун;

7) Шпиндель;

8) Стіл.

Заключна частина введення полягає в більш докладному описі роботи верстата. Буде дотримана послідовність роботи механізмів. Також будуть описані деякі технічні характеристики верстата. Отже, опис роботи верстата:

Верстат складається з фундаментної плити з встановленою на ній нерухомій колоною, на яку надіта пустотіла гільза. Гільза може повертати навколо колони на 360 . На гільзу надітий горизонтальний рукав (траверс), який можна опускати і піднімати вздовж колони з допомогою вертикального гвинта механізму переміщення. Закріплення гільзи з рукавом на колоні (затиск колони) проводиться розрізним кінцем, яке стягується за допомогою диференціального гвинта, що обертається вручну або окремим електродвигуном.

За горизонтальним направляють рукави може переміщатися в радіальному напрямку шпиндельної бабки (свердлильна головка). Оброблювана деталь встановлюється на столі. Від головного електродвигуна повідомляється обертання шпинделя і проводиться подача інструменту (свердла).

Що стосується перспектив розвитку металорізальних верстатів і свердлильних зокрема, то такі країни, як Італія, Франція, Японія та Росія крокують семимильними кроками. Робота з удосконалення верстатів просувається вперед. Необхідно визнати, що такі свердлильні верстати, як моделі 2А55, 2М55 та ін, зазнали багаторазовий психологічний знос. Обладнання їх застаріло і в обігу не є ефективним. Сам процес виготовлення цих верстатів пішов у глибини ХХ століття.

На носі початок Х I Х століття. У процеси виготовлення верстатів та їх обладнання вводяться електронні плати, чіпи. Сам процес виготовлення верстатів практично виключає участь людини. Все настільки автоматизовано, що навіть стає страшно. За останні 15 - 20 років науково технічний прогрес (НТР) людства настільки стрибнув угору, що цього раніше і уявити було не можна. Але почнемо конкретно говорити про модернізацію свердлильних верстатів.

У недавньому часу в Італії була випущена серія свердлильних верстатів, під назвою Evolution (від англ. "Еволюція"). І треба відзначити, що назва серії себе виправдовує. Вдосконалено практично всі. Вводиться не автоматичний і не ручні режими роботи, а програмне забезпечення. У деталі модернізації вдаватися не буду. Хочу лише зазначити, що в майбутньому буде відбуватися все більш і більш удосконалення верстатів і всього обладнання в цілому.

1 КОРОТКА ТЕХНІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНИХ ВУЗЛІВ радіально - свердлильних верстатів МОДЕЛІ 2А55

У даному розділі дипломного проекту потрібно:

1) Описати роботу двох - трьох вузлів верстата;

2) Окреслити всі технічні характеристики верстата.

Що стосується опису роботи вузлів верстата, то я вибрав опис двох, найбільш важливих на мій погляд вузлів радіально - свердлильного верстата моделі 2А55:

1) Затиск рукави на колоні і механізм його підйому;

2) Переміщення і затиск свердлильної голівки.

Почнемо опис роботи затиску рукави та механізму його підйому:

Рукав охоплює колону і переміщається по ній у вертикальному напрямку. По напрямних рукава в радіальному напрямку переміщається свердлильна головка. Спеціальна шпонка, що входить у паз колони, перешкоджає повороту рукава навколо колони. У всіх випадках, коли рукав не переміщається на колоні, він затиснутий на ній, що розвантажує шпонку від зусиль, що виникають під час свердління, і забезпечує повну безпеку роботи на верстаті працюючого.

Переміщення рукава по колоні проводиться за допомогою механізму підйому. Механізм затиску рукави зблокований з механізмом підйому таким чином, що звільнення рукава, його переміщення і затиск здійснюються автоматично і в одному циклі від однієї команди.

Основними елементами механізму підйому є гвинт, що приводиться в обертання редуктором, і вантажна гайка. Вантажна гайка має окремий фланець, що на двох наполегливих підшипниках замкнений у втулці з допомогою гайки. Наявність від'ємної фланця, з яким гайка пов'язана торцевими зубами, дозволяє частково компенсувати помилки, пов'язані з перекосами гвинта відносно осі втулки.

На початку обертання гвинта вантажна гайка нічим не утримується від проворота і починає обертатися разом із гвинтом. Допоміжна гайка в цей час пересувається по гвинту, так як закріплена на ній шпонка входить у паз нерухомої втулки, ніж утримує гайку від обертання.

Переміщаючись по гвинту, гайка повертає важіль, вал і кулак, який звільняє ролик, в результаті чого розвантажуються болти. Марнування частина рукава, прорізана по всій довжині, внаслідок своєї пружності розтискається до упору в головки болтів і гайки. При цьому рукав растормаживается щодо колони.

У момент, коли рукав повністю від затиску, шпонка своїм виступом (верхнім або нижнім - залежно від напрямку обертання гвинта, тобто від напрямку переміщення рукави) підходить до виступу вантажний гайки і зупиняє її обертання. Так як гайка застопорена, а гвинт обертається, починається переміщення рукави.

Після закінчення переміщення гвинт не зупиняється, а автоматично не реверсують. При цьому переміщення рукава негайно припиняється, тому що виступи шпонки гайки відходять один від одного, внаслідок чого вантажна гайка починає обертатися разом із гвинтом. Допоміжна гайка при цьому переміщається по гвинту у зворотному напрямку, повертаючи вал, важіль і кулак. Під тиском виступу кулака на ролик, важелі повертаються навколо осей і затягують болти. Рукав з великою силою стягується між головами болтів і гайками на болтах, здійснюючи жорсткий затиск рукави на колоні.

Гайки на болтах відрегульовані так, щоб забезпечити необхідну жорсткість затиску. У цьому положенні вони заштіфтовани. Величина зазору між рукавом і колоною, обумовлена ​​затягуванням гайок, повинна мати певну величину для того, щоб переміщення проходило плавно, без ривків і не викликало перевантаження приводу механізму підйому.

Управління циклом забезпечується чотирма кінцевими вимикачами, на які впливають кулачки, насаджені на вал затиску.

У крайніх положеннях рукави на колоні (або верхньому або нижньому) штанги впливають Наконечний вимикачі, які розривають ланцюг живлення електродвигуна редуктора.

Знос різьби вантажний гайки не призводить до падіння рукава, так як при аварійному опусканні рукави на кілька міліметрів, кулак повертається і своїм додатковим виступом автоматично затискає рукав на колоні.

Мастило механізму підйому проводиться за допомогою прес - маслянки, встановлений в гайці. Вісь ролика змащується окремої прес - масельничкою. Мастило колони здійснюється з допомогою плунжерного насоса, який подає масло в кільцеву трубку, розташовану під ущільненням у верхній частині бочки рукави. Насос подає порцію масла у трубку при повороті кулака, який регульованим гвинтом натискає на плунжер насоса. Дещо вище розташовується пластмасовий резервуар для масла.

Щоб уникнути попадання частинок бруду між трущимися частинами рукава і колони на бочці рукави зверху і знизу укріплені сальникові ущільнення.

Почнемо опис переміщення і затиску свердлильної головки:

Свердлильна головка розміщена на напрямних рукава, за якими легко переміщується в радіальному напрямку. Легке переміщення свердлильної головки забезпечується застосуванням комбінованих напрямних кочення - ковзання. У віджатому положенні між нижніми направляючими ковзання головки й рукави є зазор: 0,03 - 0,05 мм, а по верхній направляє рукави свердлильна головка перекочується на двох роликах. Тертя між бічними направляючими не утруднює переміщення, так як центр ваги головки розташовується приблизно в площині цих напрямних.

Ролики встановлені за допомогою шарикопідшипників на ексцентрикових осях. Поворотом ексцентрикових осей регулюється зазор між нижніми направляють ковзання. Цей зазор має бути однаковим з обох сторін голівки, тому що в противному випадку при затиску головки вісь шпинделя зміщуватиметься (в поздовжній площині верстата). Регулювання здійснюється поворотом черв'яка.

Регулювання зазору між бічними направляючими здійснюється поворотом ексцентрикових осей, які після закінчення регулювання необхідно застопорити гвинтом.

При затиску свердлильна головка піднімається вгору до вибірки люфту між нижніми направляючими рукави і головки. Затиск здійснюється за допомогою ексцентрикового механізму. При повороті вала повертається з'єднана з ним шпонкою ексцентрикова втулка, що обертаються в ексцентрикової втулці на голках. При повороті вала, завдяки ексцентриситету втулки, натискною елемент через п'яту впирається у верхню направляє рукави, змушуючи голівку підніматися вгору.

Поворот валу здійснюється гідроциліндром, через рейку, нарізану на штоку поршня і шестерню. Охолоджуюча емульсія в гідроциліндр подається від електрозолотніка управління, розташованого в Гідропанелі.

Зсув осі валу затискача відносно вертикальної площини напрямних і конструкція нажимной п'яти створюють у момент затиску головки горизонтальну складову зусилля затиску, забезпечує постійний притиск головки до бічних напрямних рукави. Крім підвищення ефективності затиску така конструкція забезпечує стабільне положення осі шпинделя в поперечній площині радіально - свердлильного верстата моделі 2А55.

Команда на затиск головки шпінделя подається натисканням на кнопку SB 1, розташованої на пульті управління в центрі маховика ручного переміщення голівки. На цьому пульті є 2 кнопки (SB 1 і SB 2) за допомогою яких можна здійснювати віджимання головки при затиснутій колоні або її віджимання. При непрацюючій гідравліці затиск головки можна здійснювати вручну. Для цього на вільному кінці валу затиск профрезеровано квадрат під ключ. Гідравліка включається при натисканні на кнопку "Пуск" пульта управління, розташованого в правій нижній частині передньої площини шпиндельної головки.

Далі ми розглянемо основні технічні характеристики радіально - свердлильного верстата моделі 2А55:

Таблиця 1.1 - Коротка технічна характеристика радіально - свердлильного верстата моделі 2А55

2 ПРОЕКТУВАННЯ РЕЖИМІВ РОБОТИ радіально - свердлильних верстатів МОДЕЛІ 2А55

Розрізняють два можливих режими роботи будь-якого верстата:

1) Робочий режим роботи;

2) Налагоджувальний режим роботи.

Робочий режим роботи характеризується виконанням режимів різання на верстатах, тобто здійсненням обробки деталей.

Налагоджувальний режим виконується після різних видів режимів робіт і полягає у перевірці готовності верстата і двигунів до роботи з обробки деталей, тобто після виходу з ладу двигунів і поломки всього верстата в цілому, вивчається і усувається причина поломки верстата, а після цього виконується перевірка роботи верстата. Саме так здійснюється налагоджувальний режим роботи верстата.

Будь-який верстат, як правило, може працювати або в одному, або у двох режимах (ручному та автоматичному, ручному і напівавтоматичному, ручному, автоматичному).

Робочий режим підрозділяється на 3 режими роботи:

1) Ручний режим роботи;

2) Автоматичний режим роботи;

3) Напівавтоматичний режим роботи.

При ручному режимі роботи обробки деталі виконується від кнопок на включення і відключення головного і допоміжного двигунів, що беруть участь в обробці деталей.

При автоматичному режимі роботи верстата процес обробки деталі здійснюється практично без участі людини.

При напівавтоматичному режимі роботи верстата частина робіт виконується оператором (робочим) вручну з елементами автоматики.

У принциповій електричній схемі верстата немає виборця управління. Але існує хрестової пакетний перемикач марки ПВ 2 - 16, який у схемі позначається S. У цього перемикача існує 4 робочих положення (вліво - S 1, вправо - S 2, вгору - S 3, вниз - S 4) і одне нейтральне положення. За допомогою даного перемикача ми можемо готувати двигун до роботи і включати його в роботу, і обмежувати переміщення рукави на траверсі.

Виходячи з цього, можна зарахувати дану схему до двох режим роботи:

1) Ручний режим роботи верстата;

2) Напівавтоматичний режим роботи верстата.

З одного боку, ми можемо зарахувати ручний режим роботи верстата, тому що перемикання перемикача проводиться за допомогою людини без втручання автоматики.

З іншого боку, ми можемо зарахувати напівавтоматичний режим роботи верстата, тому що в схемі задіяні елементи автоматики, а саме кінцеві вимикачі (SQ 1, SQ 2, SQ 3, SQ 4), які служать для обмеження переміщення траверси в крайні нижні і верхні положення .

І той і інший вибір режиму роботи верстата буде вірний. Тому не буде вважатися помилкою те, що вибір був зроблений в одну або в іншу сторону.

3 ВИМОГИ ДО електропривод і автоматика радіально - свердлильних верстатів МОДЕЛІ 2А55

Існує певний перелік правил, який чітко визначає вимоги до електроприводів і вимоги до автоматики всіх верстатів. До електроприводам верстатів можна віднести наступне: Приводи подач, приводи подачі охолоджувальної емульсії і подачі мастильних матеріалів, привід шпинделя, переміщення столів і траверси і т.д. До елементів автоматики верстатів можна віднести наступне: реле часу, кінцеві вимикачі, шляхові вимикачі, перемикачі, мікроперемикачі, прилади активного контролю та інші.

До електроприводам свердлильних верстатів пред'являються наступні вимоги:

1) Якщо на верстаті відбувається нарізування різьби, то привід шпинделя повинен бути реверсивним;

2) Схема управління повинна обмежувати переміщення траверси;

3) Має бути передбачено блокування, що не допускає включення двигуна переміщення траверси, коли вона затиснута;

4) Не допускається робота верстата з не затиснутою колоною.

Діапазон регулювання швидкості головного руху складає: (100 - 120): 1.

Головний привід свердлильних верстатів здійснюється від асинхронних короткозамкнених двигунів (АД з КЗ ротором).

Регулювання частоти обертання шпинделя виробляється перемиканням шестерень коробки передач.

Для зменшення числа проміжних передач в окремих випадках можливе застосовувати багатошвидкісні асинхронні двигуни.

Для приводу переміщення рукави (траверси) і затиску колони застосовують окремі асинхронні електродвигуни.

Привід подачі свердлильних верстатів звичайно виконується від головного двигуна. Для цього коробка передач розташовується на шпиндельної бабці (свердлильна головка). Загальний діапазон регулювання швидкості подачі для вертикально - свердлильних верстатів (2 - 24): 1, для радіально - свердлильних верстатів (3 - 40): 1.

Вимоги до автоматики радіально - свердлильного верстата моделі 2А55:

Елементами автоматики у схемі радіально - свердлильного верстата моделі 2А55 є наступні елементи:

1) Кінцеві вимикачі і перемикачі;

2) Перемикачі автоматичного затиску і віджимання.

Кінцеві вимикачі (SQ 1, SQ 2, SQ 3, SQ 4) служать для обмеження переміщення траверси в крайні нижні і верхні положення.

У схемі верстата передбачено два перемикача автоматичного затиску. Вони призначені для забезпечення реверсу двигуна, на підйом і опускання траверси, затиску гайки в кишеню, після переміщення траверси.

4 ВИБІР РОДА СТРУМУ І НАПРУГИ

Приступаючи до теми струму і напруги, хотілося докладніше вивчити історію відкриття цих явищ. У даному пункті дипломного проекту буде розказано про поняття струму і напрузі, про їх різновидах (пологах), про одиниці виміру, і т.д. Спочатку розповімо про електричному струмі.

1) Поняття струму:

Слово "ток" означає рух або протягом чогось. Електричним струмом називається упорядкований (спрямований) рух заряджених частинок. Щоб отримати електричний струм у провіднику, треба створити в ньому електричне поле. Щоб електричний струм у провіднику існував тривалий час, необхідно все це час підтримувати в ньому електричне поле. Електричне поле в провідниках створюється і може тривалий час підтримуватися джерелами електричного струму. Якщо полюси з'єднати провідником, то під дією поля вільні заряджені частинки у провіднику будуть рухатися, виникне електричний струм.

2) Історія відкриття та виникнення електричного струму в житті людини:

До 1650 року - часу, коли в Європі пробудився великий інтерес до електрики, - не було відомо способи легко отримувати великі електричні заряди. Із зростанням числа вчених, які зацікавилися дослідженнями електрики, можна було очікувати створення все більш простих і ефективних способів отримання електричних зарядів.

Отто фон Геріке придумав першу електричну машину. Ця машина надала велику допомогу в експериментальному вивченні електрики, але ще більш важкі завдання "зберігання" і "запасання" електричних зарядів вдалося вирішити лише завдяки подальшому прогресу фізики.

Перший хто відкрив іншу можливість отримання електрики, ніж за допомогою електризації тертям, був італійський вчений Луїджі Гальвані (1737-1798).

Італійський учений Алессандро Вольта (1745-1827) остаточно довів, що якщо помістити жаб'ячі лапки у водні розчини деяких речовин, то в тканинах жаби гальванічний струм не виникає. Зокрема, це мало місце для ключової або взагалі чистої води; цей струм з'являється при додаванні до води кислот, солей або лугів.

На початку 19 століття Ганс Християн Ерстед зробив відкриття абсолютно нового електричного явища, що полягав у тому, що при проходженні струму через провідник навколо нього утворюється магнітне поле.

Через кілька років, в 1831 році, Фарадей зробив ще одне відкриття, рівне за своєю значимістю відкриттю Ерстеда. Фарадей виявив, що коли рухомий провідник перетинає силові лінії магнітного поля, в провіднику наводиться електрорушійна сила, яка викликає струм у колі, в яку входить це провідник. Наведена ЕРС змінюється прямо пропорційно швидкості руху, числу провідників, а також напруженості магнітного поля. Переміщуючи вручну одиночний провідник або дротову котушку в магнітному полі, великих струмів отримати не можна. Більш ефективним способом є намотування дроту на велику котушку або виготовлення котушки у вигляді барабана. Котушку потім насаджують на вал, наявний між полюсами магніту і обертається силою води або пари. Так, по суті, і влаштований генератор електричного струму, який відноситься до механічних джерел електричного струму, і активно використовується людством в даний час.

3) Пологи струму:

У природі існує два види струму, які застосовуються до цих пір на виробництві.

1) Змінний струм - це впорядкований рух частинок, які змінюють свою величину і напрямок і має синусоїдальну залежність. Змінний струм розрізняють одно і трьох фазний. На однофазному змінному струмі можуть працювати різні електричні приймачі: котушки різних реле, магнітних пускачів, контакторів, реле часу, проміжних реле і т.д. Трифазний змінний струм споживають асинхронний двигуни з короткозамкненим ротором, асинхронні двигуни з фазним ротором, трьох обмотувальні трансформатори. Споживачі змінного струму можуть харчуватися напруженнями: 24, 36, 110, 127, 220, 380, 660, 1000 В і вище. На електросхема змінний струм позначається так - (~). Виробляється змінний струм за допомогою генераторів змінного струму, і транспортується по повітряних і кабельних лініях безпосередньо до споживачів.

2) Постійний струм - це впорядкований рух частинок, які рухаються в одному напрямку, не змінюючи свою величину. Постійний струм споживають деякі котушки проміжних реле, вказівних реле, реле напруги та інші, які відносяться до універсальних апаратів. Постійний струм споживають двигуни постійного струму, генераторів постійного струму, електромагніти або електромагнітні муфти. Споживачі постійного струму можуть харчуватися напруженнями: 2, 4, 6, 12, 24, 48, 60, 110, 220, 380, 660, 1000 В і вище. На електросхема постійний струм позначається так - (). Отримати постійний струм можливо отримати за допомогою соляних батарей, акумуляторів і ін Також можливо з постійного струму отримати змінний струм. Це здійснюється включенням у схему такого приладу, як уфометр. Також можливо із змінного струму отримати постійний струм. Це можливо при включенні в схему випрямних діодів. Застосовується постійний струм в основному у телуриді - механіці і також на трамвайних лініях.

4) Одиниця виміру струму, величина струму, вимірювання струму:

Єдиної одиницею вимірювання сили струму є А - ампер.

Також існують 3 величин ампер:

1) А - ампер;

2) кА - кіло ампер;

3) мА - мега ампер.

Існують також міліампер і мікроампера. Але їх формулювання та використання в роботі найменш рідкісні.

Сила струму вимірюється включенням в ланцюг амперметра, який, будучи включеним, виміряють величину сили струму на даній ділянці ланцюга.

5) Основні джерела струму:

В даний час людство використовує чотири основні джерела струму:

1) Статичний струм;

2) Хімічний струм;

3) Механічний струм;

4) Напівпровідниковий струм (тобто сонячні батареї).

Тепер прийшла черга згадати про напругу:

1) Поняття напруги:

Термін електрична напруга застосовується при описі процесів в ланцюгах не тільки постійного, а й змінного струму, в лініях передач і антенах. Напруга - узагальнене поняття різниці потенціалів.

2) Історія відкриття напруги:

Поняття про електричний напрузі введено німецьким фізиком Георгом Симоном Омом (1787 - 1854), у запропонованій ним моделі електричного струму для пояснення відкритого ним емпіричного закону (тобто закон Ома). Роком відкриття цього закону є 1826.

3) Поняття Закону Ома:

Сила струму I, поточного по однорідній металевому провіднику, пропорційна різниці потенціалів між кінцями цього провідника (напругою) U:

I = U / R.

4) Одиниця виміру напруги, величина напруги, вимірювання напруги:

Одиниця електричної напруги в Міжнародній системі одиниць: В - вольт.

Також існують 3 величин вольт:

1) У - вольт;

2) кВ - кіло вольт;

3) мВ - мега вольт.

Вимірювання напруги на певній ділянці ланцюга здійснюється за допомогою підключення в ланцюг вольтметра.

5) Найбільш поширені напруги:

На виробництві та в побуті існують 2 найбільш поширених напруги:

1) 220 Вольт;

2) 380 Вольт.

220 Вольт, більшою своєю частиною, використовується в приватних будинках, квартирах і т.д. Варто зауважити, що від мережі 220 В харчується велика частина ланцюгів управління в схемах.

380 Вольт, використовується переважно на виробництві, у промисловості і т.д. Варто зазначити, що від мережі 380 В харчується велика частина силових ланцюгів в схемах.

Необхідною умовою виконання курсової роботи є вибір роду струму і напруги.

Для радіально - свердлильного верстата моделі 2А55 ми вибираємо трифазну напругу в 380 В змінного струму. На схемі верстата це буде показано так:

380 В ~.

Правильний вибір роду струму і напруги безпосередньо залежить від правильності роботи схеми. Неправильно вибравши напруга і струм, ми піддамося ураження електричним струмом і виходу з ладу встановленого обладнання. Виходячи з цього можна зробити висновок:

Кваліфікація працівника безпосередньо залежить, чи понесе підприємство витрата (збиток), або досягне успіху в роботі, тим самим забезпечивши собі дохід (прибуток).

Тепер виберемо рід струму та напруги для радіально - свердлильного верстата моделі 2А55.

Принципова електрична схема радіально - свердлильного верстата моделі 2А55 працює на трьох фазному змінному струмі і напругою в 380 В. Але так, як схема буде модернізована під електрифікований стенд, то вибір роду струму і напруги буде іншим. Для живлення схеми на стенді ми вибираємо однофазний змінний струм і напругою в 220 В. Природно, що вибір устаткування буде відрізнятися від вибраного обладнання на принципової електричної схеми верстата, що працює, як ви пам'ятаєте, на трьох фазному змінному струмі і напругою в 380 В.

У схемі стенду буде 2 ланцюга:

1) Ланцюг, яка буде живити основне обладнання стенду, а саме:

а) Магнітні пускачі;

б) Проміжні реле;

в) Автоматичні вимикачі.

Цей ланцюг буде харчуватися однофазним змінним струмом напругою 220 В (від стандартної мережі).

2) Ланцюг, яка буде живити світлодіоди стенду, які призначені для позначення контактів і сигналізації про роботу стенда. Для цього в ланцюг однофазного змінного струму напругою 220 В підключається понижуючий трансформатор, який буде знижувати напругу з 220 В до 6 В. Напруга в

6 У буде підходящим для правильної роботи світлодіодів. Далі буде підключений випрямний міст, що складається з чотирьох, послідовно з'єднаних випрямних діодів. Випрямні діоди будуть випрямляти струм, тобто перетворювати змінний струм в постійний струм.

Я вважаю, що даний вибір роду струму і напруги буде найоптимальнішим і правильним. Схема електрифікованого стенду буде працювати без перебоїв і обладнання стенду буде менш схильне до теплових і електричних перевантажень.

5 РЕЖИМИ РОБОТИ ДВИГУНІВ радіально - свердлильних верстатів МОДЕЛІ 2А55

Необхідно знати, в яких режимах працюють двигуни верстатів. Це потрібно, перш за все, для точного визначення діяльності того чи іншого двигуна. До електроприводам верстатів відносять головні і допоміжні двигуни.

1) До головних двигунів відносять ті двигуни, які виконують головний рух. Наприклад, у свердлильних верстатів це обертання головки шпінделя.

2) До допоміжних двигунів відносять ті двигуни, які виконують завдання другого ступеня важливості, тобто допоміжні рухи.

Двигуни в свою чергу можуть працювати в чотирьох режимах:

1) Тривалий режим роботи;

2) Короткочасний режим роботи;

3) Повторно - короткочасний режим роботи;

4) Перемежовується режим роботи.

Як правило, до тривалого режиму відносять роботу головних двигунів верстатів, двигунів насосів охолодження, змащення, магнітного сепаратора і деяких інших.

Цей режим роботи двигуна характеризується тим, що за час відключення двигуни не встигають остигати до температури навколишнього середовища.

У короткочасному режимі працюють двигуни прискореного переміщення супорта, столів, повороту столів, затиску і віджимання шпиндельної головки, колони і деякі інші. Цей режим роботи двигуна характеризується тим, що двигуни можуть включатися на невеликий час.

До повторно - короткочасного режиму роботи двигунів відносять в основному роботу двигунів подач.

Перемежовується режим - це режим, стіл здійснює зворотно - поступальний рух.

У всіх груп металорізальних верстатів існують три типи рухів: Головне рух, рух подачі і допоміжне рух.

Ці рухи можна розглянути на прикладі радіально - свердлильного верстата моделі 2А55:

Головне рух: Обертання шпиндельної головки.

Рух подачі: Поступальний рух свердла (інструменту).

Допоміжне рух: Подача охолоджувальної емульсії.

Варто зауважити, що головний рух і рух подачі повідомляється від головного двигуна (М1) радіально - свердлильного верстата моделі 2А55. А допоміжне рух повідомляється від двигуна охолодження (М5) того ж верстата.

Зробимо вибір режимів роботи всіх двигунів радіально - свердлильного верстата моделі 2А55:

1) Головний двигун верстата (М 1) - тривалий режим роботи;

2) Двигун переміщення траверсною колони (М 2) - повторно - короткочасний режим роботи;

3) Двигун затиску головки шпінделя (М 3) - короткочасний режим роботи;

4) Двигун віджиму головки шпінделя (М 4) - короткочасний режим роботи;

5) Двигун охолодження (М 5) - тривалий режим роботи.

6 ПРИЗНАЧЕННЯ СТЕНДА

Для поліпшення роботи працівників, для підвищення їх працездатності і кваліфікації створюються певні умови, за допомогою яких здійснюється всі задані вимоги. Для їх здійснення, створюються плани щодо підвищення кваліфікації робочого персоналу, проводяться заходи, які змушують широкомасштабно мислити. Люди починають замислюватися не тільки про те, як швидше пройшов би робочий день, як би менше затратити сил і т.д. Для цього проводяться ігри, які розвивають самосвідомість у робочого персоналу, сприяють підвищенню кваліфікації працівників і т.д.

Головними завданнями виробництва є:

1) Підвищення працездатності на виробництві;

2) Прискорення науково технічного прогресу (НТП);

3) Підвищення кваліфікації та працездатності робочого персоналу;

4) Створення швидкого і високого зростання продуктивності праці на виробництві;

5) Прискорене створення вищих і середніх навчальних закладів.

Ось найважливіші завдання виробництва на сьогоднішній день. Для їх здійснення у світі робиться все можливе і неможливе. Але не скрізь з однаковою швидкістю. Це залежить від економічного і соціального розвитку країн.

Одним з напрямків у підвищенні кваліфікації працівників практичних навичок, є навчальні електрифіковані стенди. Електрифікований стенд - це саморобне наочний посібник роботи зібраних вручну схем обладнань верстатів, схем, ланцюгів. Головне завдання збирання цих схем полягає в поліпшенні розуміння працівників цих схем, як наочний посібник. Можна пояснити й по іншому. Робочому персоналу буде легше, простіше і швидше запам'ятати пристрій і роботу даної схеми на стенді, тому що намальована схема не дасть такий ефект наочності, ніж стенд. У цьому і є головна перевага стендів та їх необхідність на виробництві та у вищих навчальних закладах.

Виготовлення стендів дуже трудомістка і клопітно справу. Хоча гра варта свічок. Для виготовлення стендів необхідно мати на увазі, що всі витрати будуть покладені на вас і тільки на вас. Для виготовлення стенда необхідно спочатку зібрати корпус, де буде знаходитися все обладнання схеми. Далі буде необхідно закупити все обладнання і матеріали. Далі потрібно буде все необхідне обладнання під'єднати на самому стенді і перевірити на наявність правильності підключення. Ось, власне, і основний план зі створення електрифікованого стенду. Хоча стенди можуть різні.

Тому можна зробити висновок. Стенд є необхідним атрибутом навчання працівників і при підвищенні їх спеціалізації, поліпшення працездатності, та підвищення кваліфікації робітників.

7 ОПИС РОБОТИ ПРИНЦИПОВОЇ ЕЛЕКТРИЧНОЇ СХЕМИ радіально - свердлильних верстатів МОДЕЛІ 2А55

Дана схема працює на напругу 380 В змінного струму та промислової частоти в 50 Гц. На схемі зображено дві ланцюга:

1) Силова ланцюг;

2) Ланцюг управління.

У силовий ланцюг включено:

а) 6 плавких запобіжників (FU 1, FU 4), які захищають ланцюг від струмів короткого замикання (КЗ) та від струмових перевантажень взагалі;

б) 3 кільцевих токос'емника (ХА), які діють як стабілізатори, знімаючи спадає підвищена напруга;

в) 2 автоматичних вимикача (QF 1, QF 2), які оберігають ланцюг від теплових і струмових перевантажень;

г) 5 двигунів: головний двигун (М1), двигун переміщення траверсною колони (М2), двигун затиску головки шпінделя (М3), двигун віджиму головки шпінделя (М4), двигун охолодження (М5);

д) 1 теплове реле (КК), яке захищає головний двигун від теплових перевантажень;

У ланцюг управління включено:

а) 4 запобіжника (FU 2, FU 3), з яких 3 запобіжника (FU 2) захищають ланцюг управління від струмів короткого замикання, і 1 запобіжник (FU 3), який захищає ланцюг освітлення;

б) 6 магнітних пускачів (КМ1, КМ2, КМ3, КМ4, КМ5, КМ6), які відносяться до пускорегулювальної апаратури, і здатні дистанційно включати і відключати двигуни, які знаходяться в силовому ланцюзі верстата;

в) 1 реле (KV), яке здійснює нульовий захист, запобігаючи тим самим самозапуск головного двигуна (М1) і двигуна переміщення траверсною колони (М2);

г) 1 хрестової пакетний перемикач на 4 положення (вгору, вниз, вліво, вправо), який перемикає двигуни на автоматичний і напівавтоматичний режим роботи;

д) 2 кнопки, (SB 1, SB 2) затиску і віджимання головки шпінделя верстата, які при натисканні або затискають, або віджимають головки шпінделя двигунів М3 і М4;

ж) 4 кінцевих вимикача (SQ 1, SQ 2, SQ 3, SQ 4), які обмежують переміщення траверсною колони верстата в крайніх положеннях;

з) Лампочка (EL), яка служить лампою місцевого освітлення, закріплена на станині верстата;

к) Трансформатор (TV), який знижує напругу для лампочки місцевого освітлення до 32 В. Цього освітлення цілком достатньо, для повноцінного та безпечного роботи працівника на верстаті.

Зараз ми займемося з вами описом коротких технічних даних такого обладнання, як регулювання швидкості подачі, характеристики траверса, двигуни гідрозажіма колони і головки шпінделя, електронасоса (двигуна охолодження), обертання шпинделя (головний двигун) і переміщення траверси (переміщення траверсною колони).

Отже, верстат має п'ять асинхронних короткозамкнених двигунів:

1) Двигун обертання шпинделя (М1), потужністю в 4,5 кВт, тобто 4500 Ватів;

2) Двигун переміщення траверси (М2), потужністю в 1,7 кВт, тобто 1700 Ватів;

3) Двигун гідрозажіма колони (М3), потужністю в 0,5 кВт, тобто 500 Ватів;

4) Двигун гідрозажіма головки шпінделя (М4), потужністю в 0,5 кВт, тобто 500 Ватів;

5) Двигун електронасоса (М5), потужністю в 0,125 кВт, тобто 125 Ватів.

Частота обертання шпинделя регулюється механічним шляхом, за допомогою коробки швидкостей, в діапазоні від 30 до 1500 об / хв (12 швидкостей). Привід подачі виконаний від головного двигуна М1, через коробку подач. Швидкість подачі регулюється від 0,05 до 2,2 мм / об, найбільше зусилля подачі 20000 М. Траверса може повертатися навколо осі колони на 360 і вертикально переміщається по колоні на 680 мм зі швидкістю 1,4 м / хв. Затиск траверсу на колоні проводиться автоматично. Всі органи керування верстатом зосереджені на свердлильної голівці, що забезпечує значне скорочення допоміжного часу при роботі на верстаті.

Усе електрообладнання, за винятком двигуна електронасоса охолодження, встановлено на поворотній частині верстата, тому напруга мережі 380 В подається через автоматичний вимикач QF 1 на кільцевої струмознімач XA і далі через щітковий контакт у розподільний шафа, встановлений на траверсі.

Далі буде описана робота схеми радіально - свердлильного верстата моделі 2А55.

Розглянемо схему радіально - свердлильного верстата моделі 2А55, призначеного для обробки отворів діаметром до 50 мм свердлами зі швидкорізальної сталі.

Перед початком роботи слід провести затиск колони і шпиндельної головки, що здійснюється натисканням кнопки SB 1 (Затискач). Отримує харчування котушка (тобто магнітний пускач) КМ5 і головними контактами включає двигуни М3 (двигун гідрозажіма колони) і М4 (двигун гідрозажіма шпиндельної головки), які у свою чергу приводять в дію гідравлічні затискні пристрої. Одночасно через допоміжний контакт котушки КМ5 включається реле KV, що готують харчування ланцюгів управління через свій контакт після припинення впливу на кнопку SB 1 і відключення котушки КМ5. Дане реле запобігає самозапуск двигунів М1 і М2. Для віджимання колони і шпиндельної головки, при необхідності їх переміщення, натискається кнопка SB 2 (Отжим). При цьому втрачає харчування реле KV, що робить можливим роботу на верстаті за віджатих колоні і шпиндельної голівці.

Управління двигунами шпинделя М1 і переміщення траверсу М2 проводиться за допомогою хрестового пакетного перемикача S, рукоятка якого може переміщатися в чотири положення:

1) Вліво;

2) Вправо;

3) початок;

4) Вниз.

Переключення цих положень сприяє замиканню контактів S 1, S 2, S 3, S 4. Так, в положенні рукоятки "Вліво", включається магнітний пускач КМ1, і шпиндель обертається проти годинникової стрілки.

Якщо рукоятку перемістити в положення "Вправо", то магнітний пускач КМ1 перестане отримувати харчування і відключиться. Але тим часом, після відключення котушки КМ1, включиться котушка КМ2, і шпиндель верстата почне обертатися за годинниковою стрілкою.

При установці рукоятки хрестового пакетного перемикача S в положення "Вгору", отримує харчування магнітний пускач КМ3, який включає в роботу двигун М2. При цьому ходовий гвинт механізму обертається спочатку вхолосту, пересуваючи сидить на ній гайку, що викликає віджимання траверси, після чого відбувається підйом траверси. Після досягнення траверсою необхідного рівня, переводять рукоятку S в нейтральне положення, тому відключається магнітний пускач КМ4 і двигун М2 реверсують. Реверс його необхідний для здійснення автоматичного затиску траверсною колони. Завдяки обертанню ходового гвинта у зворотний бік і пересуванню гайки до положення затиску, після чого двигун втратить харчування і відключиться.

Якщо тепер встановити рукоятку хрестового пакетного перемикача S в положення "Вниз", то спочатку відбудеться віджимання траверсною колони, а потім її опускання і т.д. Переміщення траверси в крайніх положеннях обмежуються кінцевими вимикачами SQ 1 і SQ 4, розривають ланцюги харчування магнітних пускачів SQ 2 або SQ 3.

Додатково до всього, слід додати, що дана схема працює на напругу в 380 В змінного струму (380 В ~). Харчування схема отримує від трьох фаз (А, В, С). Корисно згадати, що на деяких схемах фази позначаються за кольором:

1) Фаза А - позначається на схемах жовтим кольором;

2) Фаза В - позначається на схемах зеленим кольором;

3) Фаза С - позначається на схемах червоним кольором.

Це робиться для того, щоб у разі не вказівки маркування фаз (А, В, С), люди, читаючи схему, могли розібратися за кольором фаз, яка з них яка фаза.

8 ОПИС РОБОТИ СХЕМИ СТЕНДА

У даному пункті дипломного проекту потрібно описати роботу схеми стенда.

Але, перед тим як почати опис роботи даної схеми, слід уточнити деякі деталі. Наприклад, дана схема є модернізованою, тому що принципова електрична схеми радіально - свердлильного верстата моделі 2А55 працює на напругу в 380 В трифазного змінного струму. Дану схему ми не можемо поставити на стенд, так як харчування стенду має виробляється від напруги в 220 В однофазного змінного струму. Виходячи з цього, ми замінили встановлене обладнання стенду і вмонтували в роботу схеми деяке нове обладнання. Це потрібно для наочності роботи схеми. Далі буде докладно описано, що, як, і чому ми замінили в схемі. Тому можна зробити висновок, що даною схемою забезпечені всі необхідні умови для правильної і безпечної роботи.

Включаємо автоматичний вимикач QF 1. Тим самим ми готуємо схему до роботи. Загораються світлодіоди в ланцюгах неіснуючих двигунів М1, М2, М3 і М4. Для правильної роботи світлодіодів ми ставимо понижуючий трансформатор і кремнієвий випрямляч. Трансформатор і кремнієвий випрямляч отримують живлення, після включення автомата QF 1.

Первинні світлодіоди (тобто контакти QF 2, КМ 1, КМ 2, КМ 3, КМ 4) в силовому ланцюзі схеми, (тобто КМ 5, SB 1, KV) у ланцюзі управління. Лампа місцевого освітлення горить. Тим самим лампа місцевого освітлення, встановлено на корпусі верстата, отримала харчування і горить. Для працюючої людини забезпечені всі норми з безпеки роботи на верстаті. Первинні світлодіоди - це умовне позначення тих світлодіодів, на яких спочатку надійшло напругу. Ці світлодіоди сигналізують про те, що дана ділянка схеми отримав харчування і робить працездатною подальший ділянку ланцюга.

Замість хрестового перемикача ми поставили чотири кнопки, які виконують роль хрестового перемикача. Вони позначені напрямком: вліво, вправо, вниз, вгору. Після того, як трансформатор і випрямляч отримали харчування, ми включаємо кнопку SB 1. Магнітний пускач КМ 5 отримує харчування і замикає свої контакти в ланцюзі головного двигуна М3, у ланцюзі магнітного пускача КМ1, і розмикає свій контакт в ланцюзі котушки проміжного реле КМ6. Лампа EL 11 загоряється на стенді, показуючи роботу магнітного пускача. Загораються також світлодіоди в ланцюзі двигуна М3 і двигун як би включений в роботу, сигналізує нам палаючої лампою EL 3. Включенням цієї кнопки ми даємо команду на затиск неіснуючої головки шпінделя і віртуальна свердлильна головка готова до роботи.

Так як, контакт котушки магнітного пускача КМ 5 в ланцюга управління знаходиться в замкнутому положенні, то ланцюг управління готова до роботи. Світлодіод на схемі стенду загоряється.

Далі ми натискаємо на кнопку "вліво". Після цього котушка магнітного пускача КМ 1 отримує харчування і спалахує на стенді лампа EL 7, що сигналізує про роботу магнітного пускача. Дана котушка замикає свої контакти в силовому ланцюзі головного двигуна верстата (М 1) і розмикає свій контакт в ланцюзі управління котушки КМ 2. У даний момент на верстаті відбувається обертання свердлильної головки проти годинникової стрілки. Лампа EL 1, що імітує роботу головного двигуна М1, горить. Загораються також світлодіоди в силовому ланцюзі двигуна М1, показуючи нам те, що контакти замкнулися. Якщо потрібно забезпечити обертання інструменту в інший бік, то тиснемо на кнопку "вправо". Котушка магнітного пускача КМ 2 отримує харчування і замикає свої контакти в ланцюзі головного двигуна М1, тим самим роблячи реверс. На стенді загоряється лампа EL 8, що сигналізує про роботу магнітного пускача. Котушка також розмикає свій контакт в ланцюзі котушки магнітного пускача КМ 1. У цей момент відбувається обертання свердлильної головки за годинниковою стрілкою. Лампа EL 1, що показує роботу двигуна М1, горить. Світлодіоди загоряються в ланцюзі двигуна М1, сигналізуючи про те, що контакти замкнулися.

Перш ніж почати виробляти процес свердління, слід натиснути на кнопку "Вниз". Після цього котушка проміжного реле КМ 4 отримує харчування. Ця котушка замикає свої контакти в силовому ланцюзі двигуна переміщення траверси

(М 2) і розмикає свій контакт в ланцюзі управління котушки проміжного реле КМ 3. У цей момент на стенді загоряється лампа EL 10, сигналізує нам про роботу проміжного реле, загоряється лампа EL 2, сигналізують про роботу двигуна переміщення траверси М 2, і спалахують світлодіоди в ланцюзі двигуна М2, сигналізуючи нам про те, що контакти замкнуті. У цей момент на верстаті відбувається поступальної рух інструменту (свердла) в заготівлю. Рукав колони ходить по траверсі вниз до завершення процесу кінця свердління. Після досягнення колони максимально допустимого певного значення рівня, спрацьовує кінцевий вимикач SQ 4. На схемі стенду цей перемикач виконаний кнопкою. Коли рукав колони доходить до певного рівня, ми натискаємо на цю кнопку. Тим самим розривається ланцюг котушки проміжного реле КМ 4 і вона перестає отримувати харчування. Тим самим на стенді гасне лампа

EL 10, EL 2 і гаснуть всі світлодіоди, сигналізуючи нам, що в ланцюзі двигуна М 2 напруга відсутня. Кінцевий вимикач ставитися з метою автоматичного контролю переміщення траверси по колоні, а на схемі стенда ми виконали цей контроль вручну за допомогою кнопки.

Після того, як процес свердління був завершений, слід натиснути на кнопку "вгору". Після цього котушка проміжного реле КМ 3 отримує харчування. Ця котушка замикає свої контакти в силовому ланцюзі двигуна переміщення траверси

(М 2) і розмикає свій контакт в ланцюзі управління котушки проміжного реле КМ 4. У цей момент на стенді загоряється лампа EL 9, сигналізує нам про роботу проміжного реле, загоряється лампа EL 2, сигналізують про роботу двигуна переміщення траверси М 2, і спалахують світлодіоди в ланцюзі двигуна М2, сигналізуючи нам про те, що контакти замкнуті. У цей момент на верстаті відбувається процес виходу інструменту з заготовки. Рукав колони ходить по траверсі вгору до зачіпання кінцевого перемикача SQ 1. Після досягнення колони максимально допустимого певного значення рівня, спрацьовує кінцевий вимикач SQ 1. На схемі стенду цей перемикач виконаний кнопкою. Коли рукав колони доходить до певного рівня, ми натискаємо на цю кнопку. Тим самим розривається ланцюг котушки проміжного реле КМ 3 і вона перестає отримувати харчування. Тим самим на стенді гасне лампа EL 9, EL 2 і гаснуть всі світлодіоди, сигналізуючи нам, що в ланцюзі двигуна М 2 напруга відсутня. Кінцевий вимикач ставитися з метою автоматичного контролю переміщення траверси по колоні, а на схемі стенда ми виконали цей контроль вручну за допомогою кнопки.

Потрібно натиснути на кнопку SB 2. Котушка проміжного реле КМ 6 отримує харчування і замикає свої контакти в силовому ланцюзі двигуна віджимання головки шпінделя (М 4) і розмикає свій контакт в силовому ланцюзі двигуна затиску головки шпінделя (М 5) і в ланцюзі управління котушки магнітного пускача КМ 5. На схемі стенду загоряються лампа EL 12, сигналізуючи про роботу проміжного реле, загоряється лампа EL 4, яка сигналізує про роботу двигуна віджиму головки шпінделя (М 4), і спалахують світлодіоди в ланцюзі двигуна М 4, сигналізуючи про те, що контакти перебувають у замкненому положенні. Тим самим котушка магнітного пускача КМ 5 втрачає харчування і тим самим гаснуть лампи EL 3, EL 11 світлодіоди, які стоять в ланцюзі двигуна М 3 гаснуть, сигналізуючи нам що двигун М 3 не отримує харчування. Ланцюг управління також перестає отримувати харчування, і світлодіод, що сигналізує нам про наявність чи відсутність напруги, гасне, показуючи нам що в ланцюзі управління радіально - свердлильного верстата моделі 2А55 напруга відсутня. Процес свердління закінчено. Для повного відключення живлення схеми відключаємо автоматичний вимикач QF 1.

Слід зазначити, що на схемі стенду встановлено автоматичний вимикач QF 2, який оберігає двигун охолодження (М 5) від струмів КЗ і струмів перевантажень. Ми включаємо автомат, загоряється лампа EL 5, сигналізує нам про роботу цього двигуна. Після включення автоматичного вимикача QF 1 ми включаємо автомат QF 2, і двигун після закінчення певного часу буде подавати охолоджуючу емульсію. Після закінчення процесу свердління, слід відключити обидва автоматичних вимикача в зворотному порядку.

Слід зауважити, що з електрифікованим стенді ми встановили окрему кнопку, яка виконує функцію теплового реле КК, яке встановлено в ланцюзі головного двигуна М1. Коли ми тиснемо на кнопку, то як би спрацьовує теплове реле, сигналізуючи про тепловому перегрів двигуна. Тим самим контакт теплового реле в ланцюзі управління котушки KV, розмикається, тим самим повністю знеструмлюючи ланцюг управління. Головний двигун перестає працювати.

На електрифікований стенд ми не стали ставити таке обладнання:

1) Плавкі запобіжники - через непотрібність забезпечення схеми від струмів КЗ і перевантажень, так як схему буде харчуватися напругою не в 380 В, а 220 В і ймовірність ураження схеми від струмів КЗ падає.

2) Теплове реле - за дорожнечу даного устаткування і за принципом відсутності двигунів у стенді.

3) Кільцеві струмознімачі - за непотрібністю в схемі стенду в залежності від напруги.

4) Трансформатор - він не потрібен в ланцюзі лампи, тому що другий трансформатор у нас вже є.

5) Двигуни - дорожнеча їх покупки. Їх кількість влетіло б нам ще в чималу копієчку. Але робота двигунів буде показана на стенді спеціальними лампами.

9 РОЗРАХУНОК І ВИБІР ЕЛЕКТРИЧНИХ АПАРАТІВ У ЛАНЦЮГА УПРАВЛІННЯ

9.1 Розрахунок і вибір магнітних пускачів

Перш ніж приступити до розрахунку та вибору магнітних пускачів для електрифікованого стенду, слід розповісти про самих магнітних пускачах.

Про їх види, типи і т.д.

Магнітний пускач - це електричний вимикач з контактною системою, замикаємо зазвичай електромагнітами, призначений для дистанційного керування (пуску, зупинки, зміни напрямку) та захисту асинхронних електродвигунів малої і середньої потужності з короткозамкненим ротором. Магнітний пускач представляє собою триполюсні контактор змінного струму, що має теплове реле.

Пристрій магнітного пускача: Контактор магнітного пускача має три рухомих силових контакту, які укріплені на валику, поворот якого здійснює якір контактора. При повороті валика нерухомі силові контакти переміщається до зіткнення з трьома нерухомими контактами. Одночасно з головними контактами, внаслідок повороту блокувальних контактів, також укріплених на якорі контактора, замикаються нормально відкриті і розмикаються нормально закриті блок - контакти. Головні рухливі контакти з'єднуються з затискачами контактора за допомогою гнучких провідників. Силові контакти контактора знаходяться в силовому ланцюзі двигуна, тобто в ланцюзі обмотки статора. Цей тип магнітного пускача більш поширений в ланцюгах напругою понад 1000 В, тобто на підприємствах. Муздрамтеатр магнітного пускача зазвичай складається з якоря і сердечника, що мають однакові розміри. Набираються вони з Ш - подібних листів сталі. На внутрішній виступ встановлюється котушка з обмоткою. Перетин цього виступу має бути в 2 рази більше, ніж у бічних. Магнітний потік проходить через внутрішній виступ і порівну розгалужується в бічні виступи.

Для усунення вібрації якоря магнітного пускача змінного струму встановлюють короткозамкнені витки, що охоплюють половину перетину лівого і правого виступів.

Для більшості магнітних пускачів застосовуються контакти місткового типу.

Клеми нерухомих контактів, до яких підводять дроти мережі, маркуються буквами Л (лінія) з цифрами 1,2,3 (номер кожної що приходите фаз). Клеми нерухомих контактів, до яких проводять дроти від приймача, маркують літерами С з цифрами 1,2,3. Крім основних (головних) контактів у магнітному пускачі, можуть бути один або кілька допоміжних. Допоміжні - це ті ж блокувальні контакти. Вони бувають як замикаються, так і розмикаються.

Перш ніж приступити до вибору і розрахунку магнітного пускача для електрифікованого стенду, слід описати величину магнітного пускача і його тип.

Вибір магнітного пускача здійснюється в залежності від величини потужності включається електродвигуна.

Пускачі розрізняють на 7 величин:

0 величина - розрахована на запуск двигуна потужністю до 1 кВт;

1 величина - розрахована на запуск двигуна потужністю до 4 кВт;

2 величина - розрахована на запуск двигуна потужністю до 10 кВт;

3 величина - розрахована на запуск двигуна потужністю до 17 кВт;

4 величина - розрахована на запуск двигуна потужністю до 30 кВт;

5 величина - розрахована на запуск двигуна потужністю до 55 кВт;

6 величина - розрахована на запуск двигуна потужністю до 75 кВт;

7 величина - розрахована на запуск двигуна потужністю до понад 75 кВт;

Таким чином, з усього вищезазначеного можна зробити висновок, що величина магнітного пускача позначає потужність включається електродвигуна і вибирається виключно за цим показником.

Магнітні пускачі також діляться на типи.

Тип магнітного пускача позначається 3 - ма літерами. Візьмемо заради прикладу тип магнітного пускача ПМЕ 011. Ці букви означають серію магнітних пускачів.

1 цифра вказує величину пускача;

2 цифра вказує виконання: (1 - відкрите, 2 - захищене,

3 - пилеводозащіщенное);

3 цифра вказує наявність або відсутність теплового реле, а також реверсивний або нереверсивний пускач: (1 - нереверсивний, 2 - нереверсивний з тепловим реле, 3 - нереверсивний не з тепловим реле, 4 - реверсивний з тепловим реле).

Таким чином, наш зразковий тип пускача називається так: Теплове реле серії ПМЕ з нульовою величиною, з відкритим виконанням і нереверсивний.

Розрахунок і вибір магнітного пускача для електрифікованого стенду радіально - свердлильного верстата моделі 2А55.

У схемі радіально - свердлильного верстата моделі 2А55 в електрифікованому стенді встановлені 4 магнітних пускача. Кожен пускач визначає включення двох ламп. Одна лампа встановлена ​​для сигналізації роботи пускача, друга для імітації роботи двигуна.

Визначаємо струм лампи:

; [1]

Визначаємо струм магнітного пускача:

; [2]

Виходячи з розрахунків, вибір пускача здійснено наступним чином: Марка магнітного пускача ПМЕ - 041Т3, потужністю до 1 кВт. Споживаний струм котушки магнітного пускача дорівнює 0,104 А.

Цей розрахунок і вибір електрообладнання вірний і не підлягає сумніву.

9.2 Розрахунок і вибір світлодіодів

Перш ніж почати роботу з розрахунку і вибору світлодіодів для електрифікованого стенду, слід почати з розповіді про них і про подання їх у роботі стенду.

Конструкції напівпровідникових лазерних діодів і світлодіодів (СД), застосовуваних у ВОСП, вельми різноманітні. Конструкції СД вибирають з таким розрахунком, щоб зменшити власне самопоглощеніе випромінювання, забезпечити режим роботи при високій щільності струму інжекції і збільшити ефективність введення випромінювання в волокно. Для підвищення ефективності введення використовують мікролінзи, як формуються безпосередньо на поверхні приладу, так і зовнішні.

В даний час набули поширення дві основні модифікації СД:

1) Поверхневі;

2) Торцеві.

У поверхневих СД випромінювання виводиться в напрямку, перпендикулярному площині активного шару.

У торцевих з активного шару - в паралельній йому площині. Для поліпшення відводу тепла від активного шару при високій щільності струму накачування застосовують тепловідводи.

Особливо слід виділити суперлюмінесцентние СД. У цих діодах крім спонтанної рекомбінації з випромінюванням використовується процес індукованої рекомбінації з випромінюванням; вихідна випромінювання є посиленим в активному середовищі. Суперлюмінесцентние СД представляють собою торцеві СД, що працюють при таких високих густинах струму інжекції, що в матеріалі активного шару починає спостерігатися інверсна населеність енергетичних рівнів.

У електрифікованому стенді світлодіоди виконують роль зовнішніх сигналізаторів, які дають знати спостерігає за роботою стенду про роботу або не роботі даної ділянки ланцюга на загальній схемі. Вони сигналізують про надходження на ділянку напруги і говорять про правильній роботі даної ділянки ланцюга. Світлодіоди також сигналізують про замиканні або розмиканні контактів поставленого устаткування і сигналізують про роботу цього обладнання.

Для наочного перегляду включення принципової електричної схеми з електрифікованим стенді встановлені світлодіоди з направленим випромінюванням типу АЛ 102. Розрахунок і вибір світлодіодів з допомогою формул не здійснюється, тому що марка світлодіода вже має на увазі в собі інформацію про здібності світлодіода.

Цей розрахунок і вибір електрообладнання вірний і не підлягає сумніву.

9.3 Розрахунок і вибір кнопок

Перш ніж почати розрахунок і вибір кнопок до електрифікованому стенду, слід описати значення кнопок, їх дія їх типи і т.д.

Кнопка - це пристрій служить для замикання і розмикання контактів від живильної мережі. Замикання контактів проводиться при натисканні на одну кнопку, а розмикання контактів при натисненні на іншу кнопку. При натисканні на пускову кнопку, передається зусилля рухомим контактом, які замикають свої контакти, які у свою чергу переміщаються і входять в зіткнення з нерухомими контактами, надалі рухливі контакти утримують в цьому положенні засувкою. При натисканні на кнопку "викл.", Відводиться клямка, і рухливі контакти пружиною швидко повертаються у вихідне (розімкнене) становище, таким чином, працює кнопка на відключення ланцюга. Всі ці рухи здійснює електричний контакт.

Електричним контактом називають місце переходу струму з однієї токоведущей частини в іншу. Контактом електричного апарату називають і конструктивний вузол, за допомогою якого здійснюється замикання і розмикання електричного кола. Контакт електричної кнопки складається з двох елементів - рухомого і нерухомого. Рухомий контакт переміщається разом з рухомою частиною апарату.

За конструктивним оформленням контакти поділяються на точкові, лінійні, і площинні.

У точкових контактах зіткнення теоретично відбувається в одній точці. Практично ж внаслідок тиску рухомого контакту на нерухомий зіткнення контактів відбувається на невеликій площадці.

У лінійних контактах зіткнення відбувається по лінії, а в площинних - по площині.

Для малих потужностей управління він надійно замикає ланцюг при невеликих силах натискання одного контакту на іншій. Контакти зміцнюються на плоских пружинах, які забезпечують їм свободу переміщення. Пружина нерухомого контакту пом'якшує удари при різкому замиканні контактів і при деякому ковзанні одного контакту про іншу. При ковзанні контактів відбувається очищення (зіскоблювання) плівки окислів на контактних поверхнях.

Контакти кнопок під час роботи можуть бути в чотирьох станах:

1. У розімкнутому стані;

2. У процесі замикання;

3. У замкнутому стані;

4. У процесі розмикання.

1. У розімкнутому стані відстань між двома контактами залежить від напруги діелектрика.

2. У процесі замикання необхідно забезпечити швидке зближення контактів, щоб в останній момент, перед дотиком, не могла виникнути електрична дуга.

3. У замкнутому стані через контакт проходить струм ланцюга приймача. В контакті виділяється тепло, кількість якого залежить від квадрата величини струму і опору контакту. Опір контакту кнопки залежить від її форми, розмірів і матеріалу рухомого і нерухомого елементів і стану контактних поверхонь. Контакти виготовляються з міді, срібла, золота, вольфраму та інших металів і сплавів. Всі ці матеріали мають великий механічною міцністю, високими величинами температури плавлення, теплопровідності, електропровідності та опірності до окислення. Мідь - найбільш дешевий з перерахованих металів, але й найбільш окислюється. Застосовується вона для контактів великої потужності.

4. У процесі розмикання зіткнення контактів відбувається не по площині, а по окремих нерівностях контактних поверхонь. Перехідний опір між рухомими і нерухомими контактами залежить від якості дотику.

Кнопки бувають:

1. З фіксацією;

2. Без фіксації.

Кнопки з фіксацією - це такі кнопки, які працюють як на замикання, так і на розмикання контактів (тобто на два положення Увімк. Та Вимк.);

Кнопки без фіксацією - це такі кнопки, які працюють тільки на замикання, або на розмикання контактів (тобто на одне положення, або Увімкнути. Або Вимк.).

У електрифікованому стенді встановлено 9 кнопок. З них 2 кнопки управління затиску і віджимання шпиндельної головки, 2 кнопки замінюють кінцеві вимикачі SQ 1 і SQ 4, 4 кнопки замінюють хрестової перемикач, розрахований на 4 робочі положення (вгору, вниз, вліво, вправо) і одна кнопка виконана для наочного показу того , що в ланцюзі головного двигуна М1 знаходиться теплове реле, і натиснувши на цю кнопку ми як би показуємо, що теплове реле спрацював при перегріві двигуна і відключило двигун від мережі живлення.

Для електрифікованого стенду вибираємо кнопки з одним замикаючим і одним розмикальним контактами типу МК - 10. Напруга, яке витримують контакти кнопок, складає до 500 вольт.

Цей розрахунок і вибір електрообладнання вірний і не підлягає сумніву.

9.4 Розрахунок і вибір трансформатора

Перш ніж проводити розрахунок і вибір трансформатора в даному пункті дипломного проекту, слід розповісти про типи трансформаторів, про їх конструктивному виконанні, застосування в яких областях потрібні трансформатори і т.д.

Трансформатором називається електромагнітний апарат, що здійснює перетворення енергії змінного струму однієї напруги в енергію змінного струму іншого напруги без зміни частоти.

Трансформатори використовують насамперед при передачі і розподілі електричної енергії. Споживачам електричної енергії - двигунів, печей, освітлювальних приладів і т.д., чи потрібно низька напруга, що вимірюється сотнями а іноді й десятками вольт. Проте лінії електропередачі не можуть економічно працювати при низькому напрузі. Тому зі збільшенням дальності передачі збільшують і лінійну напругу. Генератори не можуть бути побудовані на високу напругу ліній електропередач. Отже, виникає необхідність змінювати напругу. Це і роблять за допомогою трансформаторів: підвищують напругу генераторів до необхідного в лініях електропередачі, а в районі споживання його багато разів знижують. Трансформатори використовують також для різноманітних перетворень змінного струму в промислових установках

(Пічні трансформатори, зварювальні, трансформатори для випрямлячів і т.д.).

І нарешті трансформатори застосовують у пристроях проводового зв'язку, радіо, автоматики і т.д. Відповідно до призначення трансформаторів їх випускають різної потужності і напруги: від часток вольтампера і вольта до сотень тисяч кіловольтампер і сотень кіловольт.

Опис конструкції трансформаторів. Трансформатор складається з осердя і обмоток.

Сердечник трансформатора являє собою замкнутий магнітопровід. Сердечник трансформатора збирають з пластин електротехнічної сталі товщиною 0,35 - 0,5 мм. Сталеві пластини ізолюють одну від іншої лаком або тонким папером. Іноді достатньої ізоляцією є плівка окису, що виникає на поверхні пластин. Пластини, що утворюють сердечник, збирають в пакет і стягують болтами. Сердечник однофазного трансформатора має два стержня з обмотками. Два ярма з'єднують стрижні і замикають таким чином магнітну ланцюг трансформатора.

Залежно від форми сердечника розрізняють стрижневі й броньові трансформатори.

У броньовому трансформаторі обмотки розташовані на середньому стрижні, а магнітний потік ділитися на дві частини і замикається по крайнім стержнів. Бронєвой трансформатор зовні є більш захищеним від зовнішніх технічних факторів, які можуть зіпсувати обмотку трансформатора.

У стержневом трансформаторі обмотки розташовані на двох стрижнях знаходяться з боків. Стрижневою трансформатор більш схильний до ризику пошкодження обмоток, ніж броньовий трансформатор.

Обмотки трансформатора бувають концентричний або дисковими.

Концентричний обмотка виконується у вигляді циліндричних котушок, розташованих на стрижнях сердечника. Ближче до стрижня розташовують обмотку низької напруги (н.н.). Її охоплює обмотка високої напруги (В. М.).

Дискова обмотка збирається з котушок низького та високої напруги, що мають форму плоских дисків, що чергуються по висоті стрижнів.

За типом трансформатори діляться на однофазний і трифазний трансформатори.

Однофазний трансформатор складається з двох нерухомих котушок, розташованих на сталевому замкнутому сердечнику. Одну з них (котушку, що має 1 витків) підключають до зовнішнього джерела змінної напруги і називають первинною обмоткою. Іншу має ( 2 витків) називають вторинною обмоткою. До неї приєднують приймач енергії змінного струму (навантаження). При підключенні первинної обмотки до джерела змінної напруги в ній виникає змінний струм, який створює в осерді змінний магнітний потік. Замикаючись по сердечнику, потік пронизує витки як первинної, так і вторинної обмоток трансформатора, індукується в них електрорушійні сили (ЕРС). Якщо вторинну обмотку трансформатора з'єднати з приймачем електричної енергії, то під дією ЕРС цієї обмотки у вторинному ланцюзі трансформатора виникне струм. Таким чином, електрична енергія з допомогою змінного магнітного поля передається з первинної ланцюга трансформатора у вторинну.

Для трансформування трифазних напруг можна скористатися трьома однофазними трансформаторами. Поєднуючи кінці первинних обмоток цієї групи трансформаторів між собою, а їх початку з проводами трифазної лінії, отримаємо з'єднання первинних обмоток зіркою. У цьому випадку напруга на первинній обмотці кожного трансформатора (фазна напруга) буде в разів менше лінійної напруги. Зазвичай первинні обмотки трифазної групи так і з'єднуються.

Вторинні обмотки можуть з'єднуватися зіркою або трикутником. Нейтральна точка вторинних обмоток групи трансформаторів з'єднується з нейтральним (нульовим) дротом. Навантаження приєднують або до двох лінійним дротах, або до нейтрального і будь-якого іншого лінійного проводу. Такий вид з'єднання фаз трансформатора називають - з'єднання зіркою з виведеним нульовою точкою. Це поєднання дає можливість мати у споживача дві напруги, одне з яких рівно фазного, а інше - лінійній напрузі.

Три однофазних трансформатора можна об'єднати в одне загальне пристрій з одним трехстержневим сердечником - трифазний трансформатор. Фази обмоток трифазного трансформатора з'єднують так само, як і в розглянутому прикладі з трифазною групою однофазних трансформаторів.

Всі трансформатори можуть працювати у двох режимах роботи:

1) Режим холостого ходу (х.х.);

2) Режим навантаження.

Розрізняють 3 групи трансформаторів:

1) Силові трансформатори;

2) Автотрансформатори;

3) Вимірювальні трансформатори,

Силові трансформатори підрозділяються:

1) Сухі трансформатори - застосовуються для установок в приміщеннях при пожежо-та вибухонебезпечних умовах;

2) Масляні трансформатори - застосовуються для зовнішньої і внутрішньої установки з безпечними по пожежі і вибуху середовищем;

3) Трансформатори з заповненням негорячій рідким діелектриком (совтола) - застосовуються для установки в закритих приміщеннях підвищеної небезпеки за пожежі.

Автотрансформатори мають дві електрично пов'язані обмотки із загальною заземленою нейтраллю і третю, що включається в трикутник і мають із двома іншими обмотками тільки електромагнітний зв'язок.

Вимірювальні трансформатори діляться:

1) Трансформатори струму (ТС);

2) Трансформатори напруги (ТН).

Трансформатори струму призначені для харчування струмових котушок вимірювальних приладів і реле.

Трансформатори напруги призначені для живлення котушок напруги вимірювальних приладів і апаратів захисту, вимірювання та контролю за напругою.

Вторинні обмотки ТТ і ТН заземлюють, щоб запобігти появи високої напруги на вимірювальних приладах у випадку аварійного пробою ізоляції між обмотками високої та низької напруги вимірювального трансформатора.

Система охолодження трансформаторів. Коли трансформатор працює, його обмотки нагріваються. Температура обмоток не повинна перевищувати допустимої межі, що залежить від теплостійкості ізоляції. Тому трансформатори охолоджують повітрям або за допомогою олії.

У трансформаторах з повітряним охолодженням тепло від обмоток віддається безпосередньо навколишньому повітрю. Така система охолодження застосовується в малопотужних трансформаторах.

У трансформаторах з масляним охолодженням сердечник разом з обмотками знаходиться в баку, заповненому спеціальним мінеральним маслом (трансформаторної). Масло не тільки сприяє кращому відведення тепла від обмоток і сердечника, але і покращує ізоляцію струмоведучих частин між собою і від бака. Для поліпшення умов охолодження масла стінки бака роблять ребристими або приварюють труби, які сприяють природної циркуляції масла. У потужних трансформаторах застосовують штучну циркуляцію масла.

Захист трансформаторів. У процесі експлуатації трансформаторів можуть пошкоджуватися його обмотки, магнітопровід та інші частини, які розташовуються всередині бака, вводи, ізоляції і т.д. Виникають режими неприпустимого навантаження. Для захисту від міжфазних коротких замикань в обмотках і на виводах, від внутрішніх пошкоджень і перевантажень передбачають диференціальну захист, як основний захист трансформаторів потужністю 10 МВА і вище, максимальний струмовий захист з витримкою часу і газову захист.

Максимальний струмовий захист трансформатора виконують за допомогою схеми включення диференціальної і газового захисту. Дана схема призначена для підстанцій, не мають вимикачів на стороні високої напруги, тобто для найбільш економічних сучасних підстанцій, широко застосовуються на підприємствах як ГПП і ПГВ.

Для захисту трансформаторів потужністю 1000 кВА і вище, а для внутрішньоцехових трансформаторів, починаючи з 400 кВА, передбачається газовий захист, яка діє як сигнал на відключення трансформатора при внутрішніх його пошкодженнях. Пошкодження деталей трансформатора, розташованих усередині бака, супроводжується виділенням газоподібних продуктів внаслідок розкладання масла і ізоляції. При цьому гази з бака йдуть в розширювач по з'єднує їх мастилопроводу. У цьому маслопровід встановлюється газове реле. Газове реле являє собою невеликий резервуар, всередині якого закріплені два циліндричних поплавця з ртутними контактами. При пошкодженнях, що супроводжуються слабким виділенням газів, останні поступово накопичуються в газовому реле, витісняючи масло, що приводить до повороту першого поплавця і до замикання його контактів на сигнал про ушкодження в баку трансформатора. При бурхливому газоутворення перекидається нижній поплавець газового реле, який замкне контакти на відключення трансформатора. При зниженні рівня масла в баку трансформатора також спочатку діє верхній поплавець - на сигнал, а потім і нижній поплавець - на відключенні трансформатора.

На сучасних підстанціях, що споруджуються для електропостачання підприємств, вимикачі з боку напруги 35 ... 220 кВ не встановлюють. Замість них передбачають схему з короткозамикачів і віддільниками. На підстанціях без вимикачів захист трансформаторів діє на включення короткозамикачі.

Для зниження напруги світлодіодів, встановлених на стенді, встановлений понижуючий трансформатор. Перш ніж приступити до вибору трансформатора слід врахувати, що потужність одного світлодіода дорівнює 0,05 ват, а загальна кількість світлодіодів одно 33 штук.

Визначаємо потужність трансформатора по потужностях світлодіодів:

; [3]

Виходячи з вищевикладених розрахунків, вибираємо марку понижуючого трансформатора типу ТУ - 0,06, потужністю 60 ватів і напругою 220 / 5 вольт.

Цей розрахунок і вибір електрообладнання вірний і не підлягає сумніву.

9.5 Розрахунок і вибір проміжних реле

Перш ніж почати розрахунок і вибір проміжних реле для електрифікованого стенду слід описати їх призначення, вивчити області застосування, описати їх призначення, і т.д.

У процесі експлуатації електричних установок можуть виникати перевантаження окремих ділянок мережі, короткі замикання, різкі зниження напруги і інші ненормальні режими роботи електромереж. Надструм перевантаження і коротких замикань призводять до небезпечних перегрівів провідників і апаратів, до їх пошкодження, до виникнення електричної дуги. Різке зниження напруги в мережі може призвести до порушення стійкості роботи електричної системи або її вузлів. І чим довше не відключений пошкоджений елемент мережі, тим більше розміри пошкодженого обладнання. Звідси випливає, що в кожній електричної установці необхідно забезпечити швидке автоматичне відключення пошкодженої ділянки, зберігаючи в роботі всю решту системи.

Для цієї мети призначена релейний захист. Релейним захистом називають комплект спеціальних пристроїв, який забезпечує автоматичне відключення пошкодженої частини електричної мережі, установки. Його пошкодження не представляє для встановлення безпосередньої небезпеки, то релейний захист повинен забезпечити сигналізацію про несправності. Спеціальні апарати, що забезпечують автоматичної вплив при порушенні нормального режиму роботи електроустановки, називаються - реле.

Реле контролюють напругу або силу струму, потужність або опір електричної мережі та ін при відхиленні контрольованого параметра від заданого значення реле спрацьовує і замикає ланцюг відключення відповідних вимикачів, які і відключать пошкоджений елемент або ділянка мережі.

Релейний захист повинен забезпечити швидкість і вибірковість дії, надійність роботи і чутливість. Крім того, вартість релейного захисту повинна бути порівняно невеликою.

Швидкість дії захисту попереджає розлад роботи системи і порушення нормальної роботи приймачів при короткому замиканні і значному зниженнях напруги. Це зменшує збитки при короткому замиканні. За час дії релейні захисту можна розділити на швидкодіючі і з витримкою часу.

Виборчою дією релейного захисту називають таке, при якому забезпечується виявлення пошкодженої ділянки і його відключення. При цьому непошкоджена частина електроустановки залишається в роботі.

Надійність роботи релейного захисту полягає в її правильному і безвідмовний дії в усіх передбачених випадках. Вона забезпечується застосуванням високоякісних реле та сучасних схем захисту, ретельним виконанням монтажу і кваліфікованої експлуатацією захисних пристроїв.

Всі реле за призначенням поділяються:

1) Основні реле - безпосередньо сприймають зміну електричних величин (струму, напруги, потужності, частоти тощо); до них відносяться реле струму, напруги, потужності та ін;

2) Допоміжні реле - виконують в схемах захисту додаткові функції (наприклад, витримки часу, передачі команди від одних реле до інших, впливу на вимикачі, сигнали і т.п.); до них реле часу, проміжні та ін;

3) Вказівні реле - реагують на дію захисту (сигналізують про спрацьовування інших реле).

Реле спрацьовує при виході електричного параметра за встановлені межі. Залежно від характеру зміни, що викликає спрацьовування реле, вони поділяються на:

1) Реле максимального дії - спрацьовує, коли електрична величина перевищує певну, наперед встановлене значення;

2) Реле мінімального дії - спрацьовує, коли електрична величина стає менш певного, заздалегідь встановленого значення;

3) Реле диференціальної дії - реагує на різницю вимірюваних електричних величин.

У залежності від вхідного параметра реле їх можна розділити на реле струму, напруги, потужності і т.д. При цьому реле може реагувати не тільки на зміну тієї або іншої величини, але і на їх різниця, на зміну знака або швидкості зміни вхідної величини.

За принципом дії на керовану ланцюг реле діляться на контактні і безконтактні.

За принципом роботи електричні реле поділяються:

1) Електромагнітні реле;

2) Індукційні реле;

3) Електродинамічні реле;

4) магнітоелектричні реле;

5) Теплові реле.

Реле використовуються в системах автоматичного управління, контролю, сигналізації, захисту, комутації та ін

У схемі радіально - свердлильного верстата моделі 2А55 в електрифікованому стенді встановлено 3 проміжних реле. Кожне реле визначає включення двох ламп. Одна лампа встановлена ​​для сигналізації роботи проміжного реле, друга для імітації роботи двигуна.

Визначаємо потужність котушок проміжних реле:

; [4]

Виходячи з вищевикладених розрахунків, вибираємо проміжне реле типу

РПУ - 2, потужністю 20 ватів. Далі слід розрахувати споживаний котушками проміжних реле струм. Без нього характеристика котушки буде не повна.

Визначаємо струм споживаний котушками проміжних реле:

; [5]

Цей розрахунок і вибір електрообладнання вірний і не підлягає сумніву.

9.6 Розрахунок і вибір випрямляча

У даному пункті дипломного проекту належить розрахувати і вибрати певний випрямляч для електрифікованого стенду. Але перш ніж приступити до вибору і розрахунку, слід дати короткий поняття про даний пристрій, пояснити його призначення в схемі і т.д.

Випрямляч - електричний перетворювач змінного електричного струму в постійний. Випрямлячі служать для живлення постійним струмом рiзноманiтних електричних апаратів: електромагнітів, електромагнітних муфт, електромагнітних плит шліфувальних верстатів, проміжних реле, реле часу і т.д.

Зазвичай випрямлення струму здійснюється електричним вентилем, за типом якого розрізняють випрямлячі електричні:

1) Вакуумні випрямлячі;

2) Газорозрядні випрямлячі;

3) Напівпровідникові випрямлячі;

4) Контактні випрямлячі.

Також розрізняють випрямлячі одно - і трифазні.

Застосовують у пристроях автоматики і телемеханіки, радіотехніки (однофазні електричні випрямлячі) і для живлення потужних промислових установок (трифазні електричні випрямлячі).

Основними параметрами для вибору випрямних напівпровідникових діодів в схеми випрямлення є допустимий струм, який може витримувати діод без пробою, а також максимальну зворотну напругу, яка витримує діод в замкненому (непроводящем) стані без пробою.

При виборі діодів, з яких збирається випрямляч, повинні дотримуватися 2 умови:

I ср.доп. Id; [6]

U обр. Max. U в; [7]

де I ср.доп. - Найбільше значення випрямляємо струму;

Id - струм споживача;

U обр. Max. - Максимальне зворотне напруга;

U в - випрямлена напруга.

Кремнієвий випрямляч встановлений на електрифікованому стенді для роботи на постійному струмі випрямленій світлодіодів в кількості 33 штук. Потужність кожного світлодіода становить 0,05 ват. Напруга у колі = 5 вольт.

Визначаємо струм, спожитий світлодіодами:

I = = = 0,01 А; [8]

Визначаємо сумарний струм світлодіодів:

= N ∙ I = 33 ∙ 0,01 = 0,33 А; [9]

Визначаємо найбільше значення випрямленого струму:

I ср.доп. Id; [10]

звідси I ср.доп. 0,33 А.

Визначаємо найбільше зворотне напруга:

U обр. Max. U в; [11]

звідси:

U обр. Max. = N ∙ U в = 33 ∙ 5 = 165 В; [12]

Виходячи їх вищевикладених розрахунків, у відповідності всім правилам і нормам для електрифікованого стенду радіально - свердлильного верстата моделі 2А55 ми вибираємо кремнієвий випрямляч, зібраний на діодах, марки КЦ - 402Д з

I ср.доп. = 600 мА і U обр. Max. = 200 В.

Цей розрахунок і вибір електрообладнання вірний і не підлягає сумніву.

10 РОЗРАХУНОК І ВИБІР ЗАХИСНОГО АПАРАТУРИ

10.1 Розрахунок і вибір автоматичних вимикачів

В даний час в роботу багатьох машин повністю спрямовують і контролюють автоматичні пристрій. Такі машини виробляють продукцію та виготовляють предмети взагалі, без будь якої прямої участі і сприяння людини. Їх називають автоматами.

Ця назва походить від давньогрецького слова "аутоматос", що означає саморушний. В античній Греції так називали деякі механічні пристрої, що виконують ряд узгоджених і підлеглих рухів без втручання людини.

Проте всі відомі нам дуже дотепні автомати давнину використовувалися тільки як засобу релігійного культу чи забави і ніякого практичного значення не мали. Першим автоматом, створеним з практичної мети, був годинник. Саме поява годинникових механізмів подало думка застосувати автомати у виробництві.

Існує 2 види машин автоматів:

1) Циклічні автомати

2) Рефлекторні автомати

Циклічні автомати - це ті автомати, які виконують не більше однієї серії технологічних операцій. Послідовність операцій в таких машинах регулюється особливим внутрішнім механізмом, що підводиться в рух допоміжним електродвигуном. До них відносяться, наприклад, різноманітні металорізальні верстати - автомати, що виконують токарну обробку в поєднанні зі свердлильними і розточувальними роботами, нарізуванням резьб і т.п. Циклічні автомати не можуть змінити не заданого темпу, ні заданого режиму.

Їх самодіючий механізм управління не контролює хід технологічних операцій, що виконується машинами.

Рефлекторні апарати - це ті апарати, які можуть без прямого сприяння людини змінювати режим своєї роботи залежно від вимог технології виробництва або змін зовнішніх умов. Роботу таких автоматів забезпечує складне автоматичний пристрій, одночасно здійснює як контроль за ходом технологічного процесу, так і управління машиною відповідно до заданої програми. Програма заздалегідь встановлюється технологами. Відповідно до обраної програми обслуговуючий персонал робить налаштування цього пристрою перед пуском машини в роботу.

Особливого поширення набули автоматичні вимикачі в ланцюгах двигунів. І це не випадково. Автоматичний вимикач відноситься до універсальної захисної апаратури. І це цілком зрозуміло. Припустимо, порівняти роботу запобіжником і автоматичного вимикача. І та і ця апаратура захистить електрообладнання від струмів КЗ і струмів перевантажень. Але у автоматичного вимикача є 2 величезних плюси:

1) Плавкий запобіжник після виходу з ладу слід термінову заміну. А автомат після спрацьовування розмикає ланцюг, тим самим після усунення причини спрацювання можна підготувати для повторної роботи натисканням на кнопку чи поворотом рукоятки.

2) У автоматичного вимикача є електромагніт з механізмом відключення - електромагнітний розчепитель. Час відключення автоматів з електромагнітними расцепителями незначне (соті частки секунди), тому автомати відносяться до миттєво діючої апаратурою. У запобіжника немає цього.

Автоматичні вимикачі розрізняються по струму, кількості пар полюсів, розчеплювача, за способом приєднання проводів.

Автоматичні вимикачі можуть випускатися як з налаштованим струмом розчеплювача, так і не з налаштованим. Це залежить від заводу - виробника і від більш ранньої або пізньої серією виходу автомата в продаж.

Автоматичні вимикачі застосовуються не тільки для відключень приймачів при струмах короткого замикання, а й для частих включень і відключень їх вручну при номінальній роботі. Виникаюча при розмиканні кола електрична дуга гаситься в повітрі або в маслі. У залежності від цього автоматичні вимикачі називаються повітряними або масляними. У мережах з напругою до 1000 В застосовуються в основному повітряні вимикачі, вище 1000 В - масляні.

Розчіплювачі автоматичних вимикачів бувають 3 - ох видів:

1) Електромагнітний розчепитель;

2) Тепловий розчепитель;

3) Комбінований розчепитель.

Електромагнітний розчепитель застосовується у всіх галузях виробництва та захищає електроустаткування від струмових перевантажень і від струмів короткого замикання (КЗ).

Тепловий розчепитель також має широке розповсюдження в промисловості і захищає електроустаткування від теплових перевантажень, відключаючи електрообладнання і часу у зворотній залежності від величини струму перевантаження.

Комбінований розчепитель має, мабуть, саме широке поширення в сфері промисловості. Даний вид розчеплювача захищає електрообладнання як від струмових перевантажень і струмів КЗ, так і від теплових перевантажень. Невигідність його полягає у великій ціні, у порівнянні з усіма іншими видами расцепителей автоматичних вимикачів. Це є його єдиним мінусом.

Для електрифікованого стенду потрібно провести розрахунок і вибір автоматичний вимикач. Перш ніж приступити до розрахунку та вибору автоматів слід нагадати, що в схемі коштують 2 автоматичних вимикача - QF 1 і QF 2. Автоматичний вимикач QF 1 захищає всю схему стенду радіально - свердлильного верстата моделі 2А55 від струмів перевантажень і від струмів короткого замикання. Автоматичний вимикач QF 2, який захищає тільки двигун охолодження (М 5) або лампу Е L 5, що імітує у схемі роботу двигуна, від струмових перевантажень і від струмів короткого замикання.

Для вибору автомата QF 1, слід зробити розрахунок споживаного струму всього електрообладнання, встановленого на стенді.

Визначаємо струм автоматичного вимикача QF 1:

; [13]

Виходячи з вищевикладеного розрахунку, вибираємо автоматичний вимикач типу ВА 01 - 01С6 з номінальним струмом в 6 А і струмом розчеплювача в 2А.

Автоматичний вимикач має теплової електромагнітний розчіплювач (комбінований). Для захисту від струмового та теплової перевантажень його необхідно відбудувати. Його слід відбудувати в зоні струмів короткого замикання і в зоні теплового захисту.

Налаштовуємо автоматичний вимикач у зоні струмів короткого замикання:

; [14]

Налаштовуємо автоматичний вимикач в зоні теплового захисту:

; [15]

Так як автоматичний вимикач QF 2 захищає тільки імітованим двигун охолодження верстата (М5) або на стенді лампу EL 5, то немає потреби робити розрахунок сумарного струму всього електрообладнання. Необхідно знати лише силу струму однієї лампи, що стоїть в якості двигуна М 5. Струм, що споживається лампою, становить 0,023 А.

Звідси можна вибрати автоматичний вимикач типу ВА 01 - 01С6 з номінальним струмом в 6 А і струмом розчеплювача в 1 А.

Незважаючи на це, його також необхідно відбудувати в зонах струму короткого замикання і теплового захисту.

Налаштовуємо автоматичний вимикач у зоні струмів короткого замикання:

; [16]

Налаштовуємо автоматичний вимикач в зоні теплового захисту:

; [17]

Розрахунок і вибір автоматичних вимикачів зроблений вірно і сумніву не підлягає.

11 РОЗРАХУНОК І ВИБІР ПРОВОДІВ

Перш ніж приступити до розрахунку та вибору дроти для живлення схеми електрифікованого стенду, слід дати загальні поняття про жилах дроти, існуючих марках, умови прокладки проводу і т.д.

Електричний дріт - неізольований або ізольований провідник електричного струму, що складається з 1 (одножильний провід) або декількох (багатожильний провід) проволоки (найчастіше мідних, алюмінієвих або, значно рідше, сталевих).

Провід використовують при спорудженні ліній електропередач (ЛЕП), виготовленні обмоток електричних машин, монтажі радіоапаратури, в пристроях зв'язку і т.д.

Кожен провід або кабель має свою марку. У буквах марки зашифровані дані про:

1) Струмоведучий жилі;

2) Ізоляції;

3) оболонці;

4) Броні.

Інформація про токоведущей жилі ставиться завжди на самому початку маркування і означає: А - алюмінієва жила; якщо першої літери немає, то жила виготовлена ​​з міді.

Інформація про ізоляції ставитися завжди після букви, що позначає інформація про токоведущей жилі, друга за рахунком, і означає: В - полівінілхлоридна; П - поліетиленова; ПС - з самозатухаючого поліетилену; М - паперова масло - наповнена.

Інформація про оболонці ставиться завжди після букви, що позначає інформацію про ізоляції, третя за рахунком, і означає: Р - гумова; В - полівінілхлоридна;

П - поліетиленова; Н - з капронової гуми.

Інформація про броні ставиться завжди в самому кінці маркування дроти, четверта за рахунком, і означає: Г - броня відсутня; Б - зі сталевих стрічок;

П - з плоскої сталевого оцинкованого дроту.

При виборі й проведення повинно враховуватися головна умова - перетин провідника. Це вибирається по спеціалізованій таблиці. Вибір провідника обумовлений відповідним напругою і сили струму, що проходить на ділянці кола.

При монтажі і прокладки проводу або кабелю в грунті повинні враховуватися наступні умови:

1) Наявність або відсутність блукаючих струмів;

2) Ступінь корозійної активності (висока, середня, низька).

При монтажі і прокладці дроту або кабелю повинно враховуватися одна умова:

Навколишнє середовище може бути: 1) Пожежо - і вибухонебезпечне; 2) Ступінь запиленості приміщення; 3) Наявність або відсутність хімічно активного середовища.

Залежно від характеру приміщення і місця розташування електричних приймачів застосовується відкрита або прихована електропроводка.

Для живлення електрифікованого стенду радіально - свердлильного верстата моделі 2А55 вибираємо двожильний провід, мідний, з перетином проведення 1,5 мм , З потоком 19 ампер (I = 19 A).

[5] [6] [9]

12 ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ ПРИ РОБОТІ зі стенду

Для учнів і студентів, при роботі зі стендом повинні суворо дотримуватися техніка безпеки та інші зобов'язання перед викладачем. Існують правила (інструкції), які учні повинні знати і суворо дотримуватися. При недотриманні техніки безпеки студентами, існує реальна небезпека неправильної роботи схеми, це:

1) Погана робота схеми;

2) Небезпека ураження електричним струмом;

3) Неправильна почерговість включення і відключення устаткування тощо;

Демонстраційний (його називають так, бо ти наочно бачиш, як працює схема) електрифікований стенд радіально - свердлильного верстата моделі 2А55 і працює від напруги 220 В змінного струму з частотою в 50 Гц, напруга яким є небезпечним з точки зору техніки безпеки (напруга понад 127в, є небезпечним, але цей фактор залежить від сили струму, і від навколишнього середовища).

При роботі з електрифікованим стендом слід враховувати наступні правила:

1) Спочатку необхідно враховувати роботу стенду, для дотримання послідовного включення його в роботу, тобто необхідно візуально перевірити правильність з'єднання контактів і т.д.;

2) Перед початком роботи зі стендом слід отримати схвалення викладача на підключення електрифікованого стенду в роботу. Не можна включати стенд без дозволу викладача;

3) Далі слід перевірити готовність схеми до роботи:

а) Автоматичний вимикач повинен бути в положенні "викл.";

б) Перевірити стан мережного проводу, тобто чи немає пошкоджень ізоляція кабелю, не перетиснено він в будь-якому місці і т.д.;

в) Надійність кріпильних деталей на тримання встановленого обладнання з електрифікованим стенді;

4) Включити стенд, дотримуючись черговості включення електричних апаратів, згідно роботі принципової електричної схеми;

5) В разі виявлення характерного запаху горіння або плавлення ізоляції необхідно негайно вимкнути стенд від харчування мережі;

6) Після виявлення нестандартної ситуації, необхідно визначити несправність у роботі схеми стенда, і в міру можливості видалити причину;

7) При включеному стенді суворо забороняється відкривати задню кришку стенду, доторкатися до автоматів, магнітним пускачів і до іншого обладнання, яке може принести шкоду вашому здоров'ю;

8) При справному стенді виконати підключення електричних апаратів, для відстеження роботи світлодіодів, що імітують роботу двигунів і ланцюгів схеми;

При закінченні роботи електрифікованого стенду необхідно:

1) Запитати дозвіл викладача на відключення стенду від харчування мережі;

2) Далі слід відключити автоматичний вимикач, для того щоб схема перестала отримувати харчування;

3) Потім слід вийняти шнур від мережі.

13 ЕКОНОМІЧНА ЧАСТИНА

13.1 Розрахунок витрат на покупку і складання стенду

Економічна частина зводиться до розрахунку собівартості виготовлення електрифікованого стенду з вивчення схеми радіально - свердлильного верстата моделі 2А55.

Таблиця 13.1.1 - Розрахунок часу на покупку елементів стенду