Электрооборудование токарного станка

Содержание

1 Введение -----------------------------------------------------------------------------------------------

2 Характеристика потребителей электроэнергии и определение категорий---------------

3 Исходные данные ------------------------------------------------------------------------------------

4 Выбор величин питающего напряжения---------------------------------------------------------

5 Электрическое освещение---------------------------------------------------------------------------

5.1 Выбор освещенности, система освещения источников света--------------------------

5.1.2 Система освещения источников света----------------------------------------------------

5.2 Выбор типа осветительных приборов, их размещение ,высота подвеса-------------

5.3 Выбор схемы питания осветительных щитков, проводов и

способов их прокладки-------------------------------------------------------------------------

5.4 Ремонтное и аварийное освещение----------------------------------------------------------

6 Электроснабжение цеха------------------------------------------------------------------------------

6.1 Выбор схемы электроснабжения цеха ,проводов ( Кабелей )

И способа их прокладки-------------------------------------------------------------------------

6.2 Расчёт электрических нагрузок---------------------------------------------------------------

6.3 Выбор схемы электроснабжения цеха-------------------------------------------------------

7 Выбор электрооборудование токарного станка-------------------------------------------------

7.1 Назначение и технические характеристики станка--------------------------------------

7.2 Расчёт и выбор электродвигателя для главного привода станка----------------------

8 Эксплуатация электрооборудования цеха ( включая в себя техники безопасности----

9 Список используемой литературы-----------------------------------------------------------------

	Лист

Введение

Задачей данного курсового проекта является проектирование механического цеха с различными станками: токарными, шлифовальными, строгальными, сверлильными и др.

Одним из главных вопросов является вопросы касающихся электропривода токарного станка.

Электродвигатель – основной элемент электропривода машины, хорошая управляемость электрической энергии, простота её распределения позволила широко применять в промышленности многодвигательный электропривод ,когда определенные звенья рабочей машины приводятся в действие самост. двигателем. Много двигательный электропривод значительно упрощает механизм рабочей машины и создает большие возможности в автоматизации различных технологических производств.

	Лист

Характеристика потребителей электроэнергии и определение категорий электроснабжения.

Согласно ПУЭ все потребителем по степени кадегиности делятся на 3 категории :

- Потребители 1-ой категории

Это потребители, перерыв в электроснабжении который может повлечь опасность для жизни людей или большие экономические убытки.

Время паузы равно времени автоматического ввода резерва (доли секунды). Здесь необходимо иметь 2-а независимых источника питания (или даже 3).

-потребители 2-ой категории

Это потребители, перерыв в электроснабжении который может привести к простого большого числа людей или оборудования.

Время паузы равно времени ручного ввода резерва (до 20 минут).Необходимо иметь или 2-а независимых источника питания, или 1 источник питания + резервный источник питания (общий).

-потребители 3-ей категории

Все остальные потребители (учебные заведения,мед. Заведения и т.д.)

Время паузы составляет 24 часа.

	Лист

	Лист

Исходные данные

Р1=10 квт

Р3=20 квт

Р5=30 квт

Р2=15 квт

Р4=25 квт

Р6=35 квт

Рисунок 1- План цеха

Рисунок 2-Деталь

Выбор величин питающего напряжения.

Стандартное напряжение и электрических сетей 3-хфазного переменного тока:380/220 B;

660/380 В; 6,10,35 кВ; 110, 220, 330, 500, 750 и 1150 В

Стандартные напряжения постоянного тока(нагрузка/источники) : 110/115 B, 220/230 В, 440/460 В, 660 / 690 В.

380 / 220 В – четырёх проводные сети для питания силовых и осветительных установок

660 / 380 В - питания двигателей распространённых на большинство предприятия.

6 кВ – для двигателей мощностью до 250 кВт

10 кВ – для двигателей мощностью свыше 500 кВт

Согласно ПУЭ и ГТБ все электроустановки подразделяются на:

- электроустановки до 1 кВ (низковольтные)

- электроустановки свыше 1 кВ (высоковольтные)

	Лист

Электрическое освещение.

5.1 Выбор освещенности, система освещения источники света.

5.1 1 Выбор освещения.

Нормы освещенности охватывают естественное и искусственное освещение промышленных

Предприятий, работ на открытом воздухе. Общественных заданий, улиц, дорог, площадей

населённого пунктов.

Нормы промышленного освещения построены на основе классификации работ по

Определенным признаками. Ведущим признаками ,определяется разряд работ .является

наименьший разряд различаемых деталей ,что при расчётах расстоянием до 0,5 метра,

определяет их угловой размер.

При размере деталей менее 0,15 мм работы относятся к разряду 1; при больших размеров

Соответственно к разрядам 2 -4; причем последний разряд относится к работам, при которых

Различаются детали более 5 мм.

Каждый разряд разбит на 4 под разряда (от «а» до «г») в зависимости от коэф. относительности фона

Контраста между деталями и фоном. Разряд 6 под разрядов не имеет. Для остальных низких разрядов

Дается лишь словестное характеристика работ.

Для высших разрядов ,до 5 б включает, устанавливаются различные значения освещённости , в зависимости от того, как применяется система общего или комбинированного освещения.

Основные нормы СНиП относятся к установкам с газоразрядными источниками света ,для случая те применяются лампы накаливания устанавливаются пониженной значение освещенности.

Нормы СНиП в основном используется как первоисточник для составления отраслевых норм или ведомственных рекомендаций которые содержат значение освещенности и других характеристик освещения для конкретных помещений и рабочих мест.

	Лист

5.1.2 Система освещения источники света.

Задача освещение помещения и находящихся в нем рабочих мест може быть решена путём устройства или общего освещения или комбинированного.т.е. совокупность общего и местного освещений.

Общее название освещение ,светильники которые освещает всю площадь помещения; местами освещения предназначенное для определения рабочего места и не создающее необходимостью освещённого дате на прилегающих к нему площадях.

Устройство одного только местного освещение запрещено нормами; не говоря том, что практически всегда необходимо освещать не толку работы , но и примыкающие в нему площадь при одном местами освещение затрудняется работа глаза,

в зрение которое оказываются

Выбор между уст. одного общего комбинированное освещения достаточно сложное задача, решение которой не всегда очевидно и должно основываться на учёте рядов фактов; психологических,

физиологических, экономических, конструкционных и социальных.

При общем освещении обычно не встречаются затруднения отражения пульсации освещённости на рабочем месте в случае применение газоразрядных ламп, питаемых переменным током ; при местном же освещении для этого обязательно применяется 2-хламповых светильников 9при токе промышленной частоте.)

Нередко недостатком местного освещение оказывается загромождение светильниками рабочей зоны , а при использование лампы накаливания - также нагрев головы работающего тепловой радиацией.

Разновидность местного освещения так называемого переносное устройство освещение.

	Лист

5.2 Выбор типа осветительных приборов ,их

размещение высота подвеса.

А*В*Н=15·20·50м

Выбираем светильники типа РСП18

Тип светильника	Мощность Машины, Вт	Степень защиты от пыли и воды	Класс распределения	Тип кривой света	КПД %
РСП 18	125;250	ІР23	П	Г

Таблица 1-характиристика светильника

В зависимости от характера освещаемого объекта это освещение согласно нормам

hp=H-hсв·0,8

где hp-расчетная высота подвеса, м;

H-высота потолков ,м;

hсв - высота света светильника, м

;

hp=5·0,7-0,8=3,5м

	Лист

Рисунок - схема размещения светильников

где i – индекс помещения

А,В- длина и ширина участка, м

Принимаем : - коэф. отражение потолка рn=0,5 м ре=0,5

-коэф. Использования kи=1

-коэф. заноса kз=1,3

-коэф. неравномерности освещения Z=1,15

-

i=( )· ,

где i –расстояние между светильниками, м

i=1,5·3,5=5,3 м

Принимаем количество светильников n=1,5 шт; Ен=200 лк

S=A*В,

S-площадь участка

S=15·20=300

Флр =

где Флр – требуемый расчетный световой поток лампы, лм

Флр= принимаем Флр=5400 лм

1,2 Флр=1,2·5980=7176 лм˃Флn=6300 лм

n э=

где nэ –эффективное число светильников, шт;

– число ламп в каждом светильнике, шт;

n э=

	Лист

N=3– количество рядов

n= = – количество ламп в ряду, шт

5.3 Выбор схемы питания осветительных щитков, проводов и

способов их прокладки.

Рисунок 3-электрическая схема освещения цеха.

1- Высоковольтная ЛЭП

2- Силовой трансформатор

3- Трансформаторная подстанция

4,5- вводной автоматический выключатель

6- магистральная линия

7- щит освещения

8- силовой щит

9- щит аварийного освещения

Способ прокладки проводов:

Провода от светильников до ТП прокладывает по потоку и стенам.

	Лист

5.4 Ремонтное и аварийное освещение.

Освещение, нормально функционирующее в помещениях или на открытых пространствах, называют рабочим. Во многих случаях аварийное отключение этого освещения по тем или иным причинам может вызвать испытательные, а то и недопустимые последствия, и возникает необходимость, кроме рабочего освещения, иметь также аварийное или эвакуационное. В зависимости от характера освещаемого объекта, это освещение, согласно нормам, должно служить разным целям.

а) обеспечить возможность временного продолжения работы или хотя бы доведение их до определенного состояния;

б) обеспечить безопасное пребывание людей в помещениях, их безопасную эвакуацию для этого должны быть освещены проходы. Этот вид называется аварийным освещением эвакуации людей.

Аварийное освещение для продолжения работы должно устанавливаться в зданиях и на открытых пространствах, если прекращение нормального обслуживания оборудования из-за погасания рабочего освещения может вызвать взрыв, пожар или отравление людей, длительное нарушение технического процесса.

Для аварийного освещения могут устанавливаться либо дополнит. светильники, либо может использоваться часть светильников рабочего освещения.

Аварийное освещение любого вида выполняются:

1. или ЛН

2. или ЛН (если температура ≥ 10ºС)

Примечание: ртутные лампы шина ДРЛ и ДРИ и ДНАТ запрещены.

	Лист

Электроснабжение цеха.

6.1 Выбор схем электроснабжение цеха, проводов ( кабелей )

и способы их прокладки.

Рисунок 4 – схема электроснабжения цеха.

Способы прокладки проводов.

В крупнопанельных и крупноблокических зданиях применяется канальную систему электропроводок. Провода прокладываются в специально предусмотренных каналах, в панелях, перегородках или пустых панелях ,обусловленных их конструкцией.

В кирпичных зданиях провода прокладываются непосредственно под штукатуркой с устройством или без устройства борозд в зазорах кирпичной клади, в горизонтальных или вертикальных кладках , предусмотренных при кладке стен.

Плоские провода применяются для групповых (распределительных) осветительных сетей и мелких силовых нагрузок в шинах или общественных зданиях , их прокладывают как скрытно под слоем штукатурки или внутри стен и перекрытий , так и открыто но поверхностно стен и потолков, а также в подвалах и общественных зданий. В самих узлах применяются только скрытую проводку .Стальные трубы применяют для защиты проводов от механизм. повреждений, а также для защиты изоляции и самих поводов от разрушений едкими парами и газами.

При открытой прокладке проводов и кабелей ,когда необходима защита их от механических повреждений, применяются прокладку проводов и кабелей в коробках.

Коробом назыв. Зарытую полую конструкцию прямоугольного или другого сечения, предназначенную для прокладки в ней проводов и кабелей.

	Лист

6.2 Расчёт электрических нагрузок.

Р общ = Р1+Р2Р3+Р4+Р5+Р6+Росв,

где Р - мощность станка , кВт

Р общ = 10+15+20+25+30+35+2=137 кВт

	Лист

Рр = Р общ * Кс

где Рр – расчетная активная мощность, кВт

Кс – коэф. спроса Кс = 0,2

Рр = 137*0,2=27 кВт

QP = PP * tg

где QP – расчетная реактивная мощность, кВар

tg =1,7

QP = 27* 1,7= 46 кВар

=

где р – полная мощность кВА

= =53 кВА

Выбираем тр- р с условием Sит ≥ 9р

Выбираем тр- р шина ТМ – 63 Sит = 63кВА

Выбор проводов и кабелей

Выбираем главный питающий кабель для всех станков

IP = = =78А

Выбираем кабель типа АВВБ сечением S = 25

При I доп = 104 А IP = 78 А

Выбираем провода (кабели) для станком :

№ 1 IP =

Выбираем кабель типа АВВБ сечением S = 4

при Iдоп = 35 А ˃ Ip = 24 А

№ 2 IP =

Выбираем кабель типа АВВБ сечением S = 6

при Iдоп = 42 А ˃ Ip = 36А

№ 3 IP =

Выбираем кабель типа АВВБ сечением S = 10

при Iдоп = 35 А ˃ Ip = 24 А

№ 4 IP =

Выбираем кабель типа АВВБ сечением S = 16

при Iдоп = 81 А ˃ Ip = 59 А

№ 5 IP =

Выбираем кабель типа АВВБ сечением S = 16

при Iдоп = 81 А ˃ Ip = 71 А

№ 6 IP =

Выбираем кабель типа АВВБ сечением S = 25

при Iдоп = 104 А ˃ Ip = 80 А

Освещение Iр =

Выбираем провод сечением S =2,5 при I доп = 26 А ˃ Ip = 3 А

Выбираем автоматических выключателей главный (выходной) автомат.

Iuт = Кз*Iр = 1,1*78 =86 А

Выбираем автомат типа ВА51Г – 25 Iu =100А, Iuт = 100А

	Лист

Для станков

№ 1 Iuт ≥ Кз *Iр = 1,1* 24 = 26 А

	Лист

Выбираем автомат типа ВА51Г – 25 I u = 100А, Iuт = 31,5 А

№ 2 Iuт ≥ Кз *Iр = 1,1* 36 = 40 А

Выбираем автомат типа ВА51Г – 25 I u = 100А, Iuт = 40 А

№ 3 Iuт ≥ Кз *Iр = 1,1* 48 = 53 А

Выбираем автомат типа ВА51Г – 25 I u = 100А, Iuт = 63 А

№ 4 Iuт ≥ Кз *Iр = 1,1* 59 = 65 А

Выбираем автомат типа ВА51Г – 25 I u = 100А, Iuт = 80 А

№ 5 Iuт ≥ Кз *Iр = 1,1* 71 = 78 А

Выбираем автомат типа ВА51Г – 25 I u = 100А, Iuт = 80 А

№ 6 Iuт ≥ Кз *Iр = 1,1* 80 = 88А

Выбираем автомат типа ВА51Г – 25 I u = 100А, Iuт = 100 А

Освещение :

Iuт ≥ 1,5 Iр = 1,5* 3 = 4,5 А

Выбираем автомат типа ВА51 – 25 I u = 25 А, Iuт = 6,3 А

6.3 Выбор схемы электроснабжение цеха.

Рисунок 5 - схемы электроснабжение цеха.

	Лист

Электрооборудование токарного станка.

7.1 Назначение и технологическое характеристики станка.

Станки токарной группы относятся к наиболее распространённых металлорежущих станков и

широко применяется в примышленных предприятий , в ремонтных мастерских и т.д. В эту

группу входят : универсальные токарные и револьверные ,токарно-лобовые, карусельные

токарно-копировальные, токарные автоматы и полуавтоматы.

На токарных станках производиться обработка наружный ,и внутренних торусвых

поверхностей тел вращения цилиндрической ,фасонной и конусной формы ,а также

прорезка, нарезка наружной и внутренней резьбы и т.д.

Режущими инструментами на токарных станках в основном резцы, но применяется также

и свёрла и развёртки.

Характеристикой особенностью станков токарной группы является осуществление главного

Движения за счет вращение обрабатываемой детали. Подача режущего инструмента

производиться путём поступательного перемещением.

В области малых скоростей регулирование осуществляется с постоянными моментами , т.е .

при ɷ = min М =const .чаще всего регурование скорости вращение за счет переключения шестерёнке

коробки скоростей.

В электромашиностроении на токарных станках производиться обмоточный валов, щитков и других

деталей электрических машин. Основные узлы станка:станина, передняя (шпиндельная) бабка

коробкой скоростей и шпинделем, суппорт, задняя бабка, коробка передач, фартук и шкаф с

электрооборудованием.

Станина является основной несущей конструкцией станка. По направляющим станины перемещается

нижняя каретка суппорта, а также задняя бабка. Шпиндель представляет собой первый вал, через

который можно пропускать прутковый материал при обработке его на станке. На шпиндель

навертывается патрон, либо план-шайба для закрепления обрабатываемого изделия, а также может

устанавливаться передний центр при обработке изделия в центрах.

Суппорт служит для закрепления режущего инструмента (резца) и сообщения ему движений подачи:

продольной и поперечной. Фартук соединен с нижней кареткой суппорта и перемещается вместе с ней

вдоль станины.

	Лист

7.2 Расчет и выбор электрического двигателя главного привода станка.

1)Находим оптимальную скорость резания для каждой обработки

где -коэф. характеризующие свойства обрабатываемого материала, резца

Т – стойкость резца ,мин.

t – глубина резанья , мм

S – подача , мм/ об

КU – поправочный коэф .

	Лист

2) Находим частоту вращения шпинделя ( расчётную)

для каждого вида обработки.

h = = = 293об/мин; hф1 = 315 об/мин

h = h = h = h =293 об/мин; = = = =315 об/мин

h = * =570 об/мин ; h = 630 об/мин

h = * =320 об/мин; h = 315 об/мин

h = * =630 об/мин; h = 630 об/мин

h = * =82 об/мин; h = 80 об/мин

h = * =96 об/мин; h = 100 об/мин

h = * =38 об/мин; h = 40 об/мин

3) Находим hф данным , выше указанным по полученным

4) Находим фактическую скорость резанья UФ

UФ_{1,3,4,5 = *} hф * = 148 м / мин

UФ_{1а,3а,4а,5а} =3.14*150*630* = 297 м / мин

UФ₆ = 3,14*70*80* = 18 м / мин

UФ₇ = 3,14* 60*100* =19 м /мин

UФ₈ =3,14* 50*40* = 6 м /мин

5) Находим усилие резанья и момент вращения.

F_z1 =9,81*C_F * * * *К_F,

где C_F – коэф. характеризующий обрабатываемый материал, материал резца и вид токарной

обработки.

=9,81*200*5¹*0,7 ^0,75*148 ⁰ *1 = 7554 Н

=9,81*1¹*0,16 ^0,75* 297 ⁰ *1 = 496 Н

=9,81*200*2¹*0,8 ^0,75*148 ⁰ *1 =3320 Н

=9,81*200*5¹*0,16 ^0,75*297 ⁰ *1 =248 Н

=9,81*247*0,3¹**18 ⁰ *1 =727 Н

	Лист

6) Находим мощность резанья Pz

Pz _1,3,4,5 = = = 17 кВт

Pz _{1а,3а,4а,5а} = = 2 кВт

Pz ₂ = = 8 кВт

Pz _2а = = 1 кВт

Pz _6,7 = = 0,2 кВт

Pz ₈ = = кВт

7) Находим коэф. загрузки Кз

Кз = , где

– мощность резания на участке

Pz max – самая максимальная мощность резца

Pz max = =17 кВт

Кз_{, 1,3,4, 5} = =1 ;

Кз_{, 1а,3а,4а, 5а} = = 0,12ᵑ

Кз_{, 2} = = 0,47

Кз_{, 2а} = = 0,06

Кз_{, 6,7} = = 0,01

Кз_{, 8} = = 0,06

	Лист

8)Находим КПД для каждого из видов обработки

а = 0,6* = 0,6 =0,3; в = 0,4 =0,2

= = 0,67

= =0,27

	Лист

= = 0,56

= = 0,16

= = 0,03

= = 0,16

9) Находит мощность двигателя P_дв

P_дв1,3,4,5 = = 17/0,67 = 25 кВт

P_{дв1а,3а,4а,5а} = 2 / 0,27 = 7 кВт

P_{дв 2} = 8 / 0,56 = 14 кВт

P_{дв 2а} = 1 / 0,16 = 6 кВт

P_{дв 6,7} = 0,2/ 0,03 = 7 кВт

P_{дв 8} = 1 / 0,16 = 6 кВт

10) Находим машинное время t_м

t_{м =}

t_{м1 =} = 0,3 мин ; t_{м1а =} = 0,6 мин

t_{м2 =} = 0,1 мин ; t_{м2а =} = 0,3 мин

t_{м3 =} = 0,7 мин ; t_{м3а =} = 1,5 мин

t_{м4 =} = 0,6 мин ; t_{м4а =} = 1,3 мин

t_{м5 =} = 0,4 мин ; t_{м5а =} = 0,8 мин

t_{м6 =} = 1,5 мин ; t_{м6а =} = 1мин

t_{м8 =} = 8 мин ; t ₀ = 0,5

	Лист

11) Выбираем типы двигателя

P_о = 0,6 Pz max ( = 0,6 * 17 * ( ) = 4 кВт

P_эк = = 10 кВт

Выбираем двигатель типа 4АI32V4У3

Pн = 11 кВт , nн = 1500 об/мин

Z = 3 условия P_{дв м} =11 кВт ˃P_дв =10 кВт

М _{ст. max} = = =159 н.м

М _н = = =70 н.м

М _{ст. max} = = =159 н.м

М _н = = =70 н.м

М _max = *Мн = 3*70 =210 н.м

0,8 М max = 0,8 * 210 = 168 н.м. ˃ М max ст = 159 н.м.

Результат расчетов занесены в таблицу №2 и №3

Смотри следующую таблицу).

	Лист

Номер перехода	Вид обработки	L,мм	t,мин	S,мм/об	Примечание
	черновая			0,7	7 проходов
1а	чистовая		1,0	0,16	5 проходов
	черновая			0,7	1 проходов
2а	чистовая		0,5	0,16	1 проходов
	черновая			0,7	4 проходов
3а	чистовая		1,0	0,16	5 проходов
	черновая			0,7	7 проходов
4а	чистовая			0,16	5 проходов
	черновая			0,7	8 проходов
5а	чистовая			0,16	5 проходов
	отрезание			0,3	7 проходов
	отрезание			0,3	6 проходов
	сверление			0,4	------

Таблица 2 – таблица резания при обработке заготовки для детали.

Номер перехода	Uz, м/мин	nр, об/мин	nф , об/мин	Uф м/мин	Fz н	Pz кВт	Кз		Pдв кВт	tm, мин
								0,67		0,7
1а							0,12	0,27		0,6
							0,47	0,56		0,1
2а							0,06	0,16		0,3
								0,67		0,7
3а							0,12	0,27		1,5
										0,6
4а							0,12	0,27		1,3
								0,67		0,4
5а							0,12	0,27		0,8
						0,2	0,01	0,03		1,5
						0,2	0,01	0,03
							0,06	0,16		0,8

Таблица 3 - сводная таблица по выбору двигателя главного привода.