Đang tải... (xem toàn văn)
Giới thiệu công nghệ máy tiện
1 Phần i Giới thiệu công nghệ máy tiện Đ1-1 công dụng và phân loại máy tiện I. công dụng . Máy tiện đ-ợc dùng để gia công các chi tiết kim loại bằng cách cắt bớt phần kim loại thừa để sau khi gia công chi tiết có hình dáng gần đúng yêu cầu (gia công thô). Hoặc thỏa mãn hoàn toàn yêu cầu đặt hàng với độ chính xác nhất định về kích th-ớc và độ bóng cần thiết của bề mặt gia công (gia công tinh ). Máy tiện có thể thực hiện nhiều công nghệ khác nhau nh- tiện trục ngoài , tiện trục trong, tiện côn, tiện định hình Ngoài ra trong máy tiện còn có thể thực hiện các chức năng khác nh- doa, khoan, tiện ren. Bằng các dao doa, dao cắt, ta rô ren. Kích th-ớc gia công trên máy có thể từ cỡ vài milimet đến hàng chục mét. Với độ chính xác cao . II. phân loại. Trong ngành công nghiệp nhóm máy tiện đ-ơc sử dụng rất phổ biến, đa dạng. Tuỳ theo yêu cầu công nghệ mà nhóm máy tiện đ-ợc phân loại nh- sau: - Theo đặc điểm của quá trình sản xuất ta có: + Máy tiện đơn giản. + Máy tiện vạn năng. 1 Phần i Giới thiệu công nghệ máy tiện Đ1-1 công dụng và phân loại máy tiện I. công dụng . Máy tiện đ-ợc dùng để gia công các chi tiết kim loại bằng cách cắt bớt phần kim loại thừa để sau khi gia công chi tiết có hình dáng gần đúng yêu cầu (gia công thô). Hoặc thỏa mãn hoàn toàn yêu cầu đặt hàng với độ chính xác nhất định về kích th-ớc và độ bóng cần thiết của bề mặt gia công (gia công tinh ). Máy tiện có thể thực hiện nhiều công nghệ khác nhau nh- tiện trục ngoài , tiện trục trong, tiện côn, tiện định hình Ngoài ra trong máy tiện còn có thể thực hiện các chức năng khác nh- doa, khoan, tiện ren. Bằng các dao doa, dao cắt, ta rô ren. Kích th-ớc gia công trên máy có thể từ cỡ vài milimet đến hàng chục mét. Với độ chính xác cao . II. phân loại. Trong ngành công nghiệp nhóm máy tiện đ-ơc sử dụng rất phổ biến, đa dạng. Tuỳ theo yêu cầu công nghệ mà nhóm máy tiện đ-ợc phân loại nh- sau: - Theo đặc điểm của quá trình sản xuất ta có: + Máy tiện đơn giản. + Máy tiện vạn năng. + Máy tiện chuyên dùng. + Máy tiện đứng. + Rơvonve. - Theo kích th-ớc và trọng l-ợng chi tiêt gia công trên máy ta có: + Máy tiện bình th-ờng (trọng l-ợng chi tiết từ 100 1000 KG ). + Máy tiện cỡ lớn ( trọng l-ợng chi tiết cỡ 10.10 3 30.10 3 ). + Máy tiện cỡ nặng (trọng l-ợng chi tiết cỡ 30.10 3 100.10 3 ). + Máy tiện cỡ rất nặng (trọng l-ợng chi tiết lớn hơn 100.10 3 ). - Phân loại theo độ chính xác gia công ta có : Độ chính xác bình th-ờng, cao, và rất cao. Đ1-2 đặc điểm chung của máy tiện . đặc điểm chung . Truyền động chính là truyền động quay chi tiết gia công, còn truyền động ăn dao là truyền động tịnh tiến của bàn xe dao đảm bảo l-ợng ăn dao của dụng cắt gọt kim loại. Các truyền động t-ơng ứng đều làm việc ở chế độ dài hạn. Các truyền động phụ có thể là truyền động nhanh dần. Phần lớn các máy tiện trung bình và lớn đều sử dụng động cơ không đồng bộ rô to lồng sóc làm truyền động chính (trừ máy tiện chính xác ). Với động cơ rô to lồng sóc nó có -u điểm là : Tính kinh tế cao, vận hành tin cậy, đặc tính cơ cứng đồng thời nó rất thuận tiện khi có sự phối hợp với hộp tốc độ. Để điều chỉnh tốc độ ta thực hiện bằng ph-ơng pháp cơ khí (trong phạm vi không rộng lắm ). Nếu khi yêu cầu điều chỉnh trong phạm vi rộng ( 50/1 70/1 ) ta có thể sử dụng động cơ rô to lồng sóc có hai hay nhiều cấp tốc độ nhờ thay đổi số đôi cực. ở những máy tiện chính xác truyền động quay trục chính th-ờng sử dụng động cơ một chiều vì nó có -u điểm về ph-ơng pháp điều chỉnh tốc độ. Phạm vi điều chỉnh rộng, độ bằng phẳng khi điều chỉnh rất cao, mà còn tạo điều kiện thuận lợi để điều chỉnh tốc độ có khoảng cách. II. quá trình công nghệ trên máy . Quá trình công nghệ đ-ợc tiến hành : Tr-ớc tiên ta cho khởi động quay trục chính ( cùng quay mâm cặp chitiết ) với tốc độ () sau đó điều chỉnh l-ợng ăn dao (t). Nhờ sự chuyển động tịnh tiến của bàn dao nên chi tiết đ-ợc cắt gọt một l-ợng theo đúng yêu cầu. Muốn tiện theo chiều dài chi tiết ta cho bàn dao chuyển động tịnh tiến dọc theo trục của chi tiết. Còn khi ta cần cắt bỏ bớt chiều dài của chi tiết ta cho chuyển động của bàn dao vuông góc với trục chi tiết. Bộ môn tự động hoá Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Tr-ờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp 2 Truyền động chính ở đây là truyền động quay chi tiết và mâm cặp còn truyền động ăn dao là truyền động tịnh tiến dọc theo trục chi tiết hoặc vuông góc với trục chi tiết. Yêu cầu truyền động quay khi gia công phải thực hiện tr-ớc và khi dừng phải dừng sau để tránh va đập làm mẻ dao và hỏng bề mặt chi tiết gia công. Quá trình công nghệ trên máy tiện có nhiều nguyên công nh- : Tiện thô, tiện tinh, cắt Khi thay đổi nguyên công đó ta ta phải cho dừng máy hoặc chạy không tải. Để chế độ làm việc nguyên công khác. Dạng gia công trên máy tiện đ-ợc thể hiện nh- hình 1.1 II. đặc điểm phụ tải của máy tiện đứng . Đặc tính phụ tải của máy tiện dạng : M c = /1 có P = const Với truyền động chính của máy tiện phụ vào yêu cầu công nghệ và tính chất phụ tải quyết định đến ph-ơng pháp điều chỉnh tốc độ. Trên máy tiện đứng chi tiết gia công có đ-ờng kính lớn và đ-ợc đặt trên mâm cặp nằm ngang hay trục mâm cặp nằm theo ph-ơng thẳng đứng.Do trọng l-ợng mâm cặp và trọng l-ợng chi tiết lớn. Nên lực ma sát ở gờ tr-ợt và lực ma sát ở hộp ma sát khá lớn vì vậy phụ tải trên trục động cơ truyền động chính máy tiện đứng là tổng các thành phần lực cắt và lực ma sát . Trong quá trình cắt gọt nếu vận tốc cắt tăng và lực cắt tăng thì công suất cắt tăng rất lớn sẽ gây va đập mạnh giữa dao và chi tiết sẽ không đảm bảo yêu cầu công nghệ. Để đảm bảo yêu cầu công nghệ thì truyền động chính của máy tiện phải có công suất không đổi khi tốc độ thay đổi còn mô men tỷ lệ nghịch với tốc độ nh- vậy ở tốc độ thấp mô men có thể lớn. Ta có đồ thị phụ tải của truyền động chính máy tiện nh- hình vẽ 2 Để hệ thống truyền động có điều chỉnh với chất l-ợng tốt thì cần có đặc tính điều chỉnh gần giống với đặc tính cơ của máy. Khi đó động cơ đ-ợc sử dụng hợp lý nhất tức là có thể làm việc đầy tải với mọi tốc độ. . Đ1-3 khái niệm chung về máy tiện đứng t1565 Máy tiện T1565 là một máy tiện đứng loại nặng chi tiết gia công có đ-ờng kính lớn và đ-ợc đặt trên mâm cặp nằm ngang. i. các truyền động trên máy tiện 1 . truyền động chính . Là truyền động quay tròn của trục chính giá chi tiết gia công. Đặc tính tải : M c =1/n P c = Const Máy tiện T1565 là máy có công suất lớn nên có yêu cầu điều chỉnh tốc độ bằng ph-ơng pháp điện và có phạm vi điều chỉnh tốc độ hẹp vì vậy phải dùng động cơ một chiều kích từ độc lập, điều chỉnh tốc độ bằng ph-ơng pháp thay đổi từ thông động cơ. 2 . truyền động ăn dao . Truyền động tịnh tiến của bàn dao với truyền động ăn dao th-ờng yêu cầu pham vi điều chỉnh rộng. Với máy tiện T1565 có công suất lớn nên truyền động ăn dao phải yêu cầu điều chỉnh tốc độ bằng ph-ơng pháp điện và sử dụng động cơ truyền động riêng th-ờng là động cơ một chiều kích từ độc lập. Điều chỉnh tốc độ bằng ph-ơng pháp thay đổi từ thông mạch phần ứng động cơ. 1 2 S t 0 min ma x P c M c M c , P c Bộ môn tự động hoá Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Tr-ờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp 3 3 . các truyền động phụ . Là các truyền động hỗ trợ cho quá trình gia công chi tiết. Các truyền động phụ bao gồm : + Truyền động bơm dầu bôi trơn. + Truyền động bơm n-ớc làm mát. + Truyền động gạt phoi. + Truyền động di chuyển nhành bàn hay ụ. ii. đặc tính kỹ của động cơ truyền động chính . 1 . phạm vi điều chỉnh . Phạm vi điều chỉnh tốc độ của trục chính:D = max / min ;D <(40 125)/1.Truyền động cho trục chính dùng động cơ một chiều kích từ độc lập có công suất 100(kw) quá trình truyền động từ động cơ đến trục qua hộp thay đổi tốc độ. Có ba cấp thay đổi tốc độ : + Cấp thứ nhất : ở tốc độ quay thấp nhất của động n dc =300 (v/ph). Thì ở trục chính có tốc độ n t = 1 (v/ph). ở tốc độ quay lớn nhất của động cơ n maxđc = 1500(v/ph). Thì trục tốc độ n t =5 (v/ph). + Cấp thứ hai : Tốc độ nhỏ nhất ở cấp tốc độ này bằng tốc độ cao nhất ở cấp tốc độ thứ nhất và tốc độ quay lớn nhất là : n t =25(v/ph). + Cấp thứ ba : Tốc độ nhỏ nhất cấp tốc độ này bằng tốc độ lớn nhất ở cấp tốc độ thứ hai. Và tốc độ lớn nhất ở cấp tốc độ này n max =125 (v/ph). Vậy ta thấy rằng khi ta điều chỉnh tốc độ bằng ph-ơng pháp cơ khí có thể đạt 25:1. Do vậy phạm vi điều chỉnh là : D = D d .d =25.5 = 125 : 2. độ trơn khi điều chỉnh . Trị số tốc độ lân cận của truyền động chính có đ-ợc khi điều chỉnh tốc độ bằng cơ khí (có cấp) khác nhau năm lần tức là 1:5:25:125 (t-ơng ứng tốc độ quay của động cơ ). Kết hợp hai ph-ơng pháp điều chỉnh cả cơ và điện ta sẽ điều chỉnh đ-ợc vô cấp. Với D = 125:1 .Khi đó độ trơn khi điều chỉnh là : 1 iii. hệ thống truyền động điện. 2. 1. hệ thống cung cấp điện cho động cơ truyền động chính . Hệ thống cung cấp điện cho động cơ truyền động chính của máy tiện T1565 dùng hệ thống chỉnh l-u bán dẫn cung cấp điện áp một chiều cho động cơ một chiều kích từ độc lập. Động cơ có công suất : P = 100(kw). Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng ph-ơng pháp điện khí hoá thay đổi từ thông kích từ động cơ. Điều chỉnh từ thông bằng cách thay đổi điện áp kích thích đặt lên cuộn kích từ chỉnh l-u bán điều khiển dùng hai tiristođiôt và hai điôt. 2. đặc điểm của hệ thống truyền động điện . Hệ thống truyền động điện phải đáp ứng đ-ợc các yêu cầu cơ bản sau: + Công suất cắt không đổi: P = const. + Độ trơn khi điều chỉnh: 1 + Truyền động chính phải đ-ợc đảo chiều quay để đảm bảo quay chi tiết theo cả hai chiều . + Khởi động và hãm dừng phải êm. Tránh va đập trong tr-ờng hợp giảm tốc độ bằng cơ khí Truyền động chính phải dừng sau truyền động ăn dao. Phần hai Thiết kế sơ đồ nguyên lý Bộ môn tự động hoá Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Tr-ờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp 4 Đ 2-1 mục đích và ý nghĩa I. mục đích : Chọn đ-ợc hệ thống truyền động chính cho máy tiện có thể đáp ứng đ-ợc các tính năng kỹ thuật cần thiêt thực hiện các thao tác trên máy đơn giản, tiện lợi trong việc tiến hành, sử lý các nguyên công để đáp ứng đ-ợc chất l-ợng công nghệ nh- hãm dừng chính xác, đảo chiều quay êm khi cần thiết. Chọn đ-ợc loại động cơ có khả năng đáp ứng loại phụ tải của máy tiện, không gây lãng phí về năng l-ợng, giảm đ-ợc tổn thất khi gia công. Chọn đ-ợc loại động cơ có tính năng kỹ thuật cao thuận tiện cho việc điều chỉnh, điều khiển các thông số kỹ thuật cần thiết nh- tốc độ. Thiết kế đ-ợc hệ thống điều chỉnh phù hợp với các yêu cầu phụ tải, chọn đ-ợc ph-ơng án điều chỉnh tối -u. Sử dụng thuận tiện giá thành rẻ. ý nghĩa . Để đáp ứng đ-ợc các yêu cầu cơ bản trong hệ thống máy tiện T1565 ta đ-a ra các ph-ơng án sử dụng các hệ thống truyền động khác nhau sử dụng các loại động cơ khác nhau nh- sử dụng động cơ không đồng bộ có hệ biến áp - động cơ, biến tần - động cơ, sử dụng động cơ một chiều có hệ máy phát động cơ (F - Đ). Khuyếch đại từ-Động cơ (kĐT- ĐC). Van Động cơ (V-Đ). Nh-ng các hệ này cũng có các -u, nh-ợc điểm khác nhau. Do đó mức độ phù hợp với yêu cầu chất l-ợng công nghệ của từng loại tải khác nhau. Vì vậy việc lựa chọn, thiết kế sơ đồ nguyên lý cho truyền động chính máy tiện T1565 là rất cần thiết, nó mang ý nghĩa quan trọng về mặt kỹ thuật và kinh tế cho cả hệ thống truyền động của máy trong cả quá trình sản xuất. Đ2-2 chọn động cơ truyền động Để chọn đ-ợc loại động cơ truyền động phù hợp với yêu cầu truyền động ta đi xét các đặc tính cơ bản của các loại động cơ. Tuy nhiên việc xét hết tất cả các đặc tính của động cơ là rất phức tạp mà trong kiều kiện thực tế hiện nay th-ờng sử dụng hai loại động sau: Động cơ một chiều kích từ độc lập và động cơ không đồng bộ ba pha mang tính phổ biến vì nóp thuận tiện trong sử dụng và có tính kinh tế cao. Vì vậy ta sẽ đi xét hai loại động cơ này cho truyền động chính máy tiện T1565. I. động cơ một chiều kích từ độc lập . Sơ đồ nguyên lý (hình 2). Ta có ph-ơng trình đặc tính cơ: 2 K RR K U fu u Từ ph-ơng trình đặc tính cơ ta thấy Có ba thông số ảnh h-ởng đến đặc tính cơ đó là: - Từ thông động cơ (). - Điện áp phần ứng (U - ). - Điện trở phần ứng. Sau đây ta sẽ lần l-ợt đi xét những ảnh h-ởng của từng tham số đó: a- ảnh h-ởng của điện trở phần ứng : Giả thiết : U - =U đm =const = đm =const Khi ta đổi điện trở mạch phần ứng ta có tốc độ không tải lý t-ởng : 0 = Co nst K U dm dm Độ cứng đặc tính cơ: = Var RR KM fu 2 )( Khi R f càng lớn, càng nhỏ nghĩa là đặc tính cơ càng dốc. ứng với R f = 0 Ta có đặc tính cơ tự nhiên: U ĐC L d ;R d C KD + - - + Bộ môn tự động hoá Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Tr-ờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp 5 tn = - u R K 2 )( Ta thấy độ cứng đặc tính cơ tự nhiên có giá trị lớn nhất vậy khi ta thay đổi điện trở phụ R f ta đ-ợc một họ đặc tính biến trở (hình 3).ứng với phụ tải M c nào đó nếu R f càng lớn thì tốc độ động cơ càng giảm.Đồng thời dòng điện ngắn mạch và mô men ngắn mạch cũng giảm . Nên ng-ời ta th-ờng dùng ph-ơng pháp này để hạn chế dòng điện và điều chỉnh tốc độ động cơ. a. ảnh h-ởng của điện áp phần ứng : Giả thiết : = dm = const R - = const Khi thay đổi điện áp phần ứng : U - <U đm ta có: Tốc độ không tải lý t-ởng : Var K U dm x x 0 Độ cứng đặc tính cơ : ox = Const R K u 2 )( Nh- vậy khi ta thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động cơ ta đ-ợc một họ đặc tính cơ song song đặc tính cơ tự nhiên (hình 4). Ta thấy khi thay đổi điện áp (giảm áp ) thì mô men ngắn mạch, dòng điện ngắn mạch của động cơ giảm ứng với phụ tải nhất định. Do đó ph-ơng pháp này cũng có thể sử dụng để điều chỉnh tốc độ và hạn chế dòng điện khởi động. Hình 4 - Đặc tính cơ khi thay đổi điện áp phần ứng b. ảnh h-ởng của từ thông : giả thiết : U - = U dm = const R - = const Khi ta thay đổi từ thông tức là ta thay đổi dòng kích từ (I kt ) động cơ. Tốc độ không tải lý t-ởng: x dm x K U 0 Độ cứng đặc tính cơ: = Var R K u x 2 )( Ta thấy khi thay đổi (giảm ) thì tốc độ động cơ tăng còn giảm khi đó ta có họ đặc tính cơ (hình 5) với ox tăng dần còn độ cứng đặc tính cơ giảm dần khi giảm từ thông. Ta có: Dòng ngắn mạch: Const R U I U dm nm Mô men ngắn mạch: M nm = K x I nm = var II. động cơ không đồng bộ . Động cơ không đồng bộ đ-ợc sử dụng rộng rãi trong thực tế. Ưu điểm của loại động cơ này là cấu tạo đơn giản, vận hành tin cậy, chắc chắn. Ngoài ra động cơ đồng bộ sử dụng l-ới điện xoay chiều ba pha nên không phải trang bị thêm các thiết bị biến đổi kèm theo. Tuy vậy nó cũng có nh-ợc điểm là điều chỉnh tốc độ và khống chế các quá trình quá độ khó khăn. Ta có ph-ơng trình đặc tính cơ: M th = )(2 3 22 110 2 n f Xrr U Từ ph-ơng trình đặc tính cơ ta thấy có các thông số ảnh h-ởng đến đặc tính cơ bao gồm: + ảnh h-ởng của điện trở, điện kháng phụ mạch stato. + ảnh h-ởng điện trở mạch rôto. + ảnh h-ởng của suy giảm điện áp l-ới cấp cho động cơ . + ảnh h-ởng của tần số l-ới cấp cho động cơ . + ảnh h-ởng của việc thay đổi số đôi cực (sảy ra đối với động cơ có nhiều cấp tốc độ). Sau đây ta sẽ lần l-ợt đi xét các ảnh h-ởng trên. 01 02 03 o T N R f1 R f2 M 0 01 02 03 1 2 0 đm 2 1 0 U đm U 1 U 2 M Hình 5 - Đặc tính cơ khi Thay đổi từ thông Bộ môn tự động hoá Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Tr-ờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp 3 a. ảnh h-ởng điện trở , điện kháng phụ mạch stato : khi ta nối thêm điện trở, điện kháng vào mạch stato thì 1 = const. S th giảm M th giảm và có đặc tính cơ nh- (hình 6). ứng với một giá trị tải nào đó thì tốc độ động cơ sẽ giảm nhanh.Ph-ơng pháp thay đổi điện trở, điện kháng phụ này th-ờng đ-ợc sử dụng để hạn chế dòng khởi động. (Hình 6- Đặc tính cơ khi đổi điện trở, điện kháng mạch stato). b. ảnh h-ởng của suy giảm điện áp l-ới cấp cho động cơ : Từ ph-ơng trình đặc tính cơ ta thấy mômen tới hạn sẽ giảm bình ph-ơng lần độ suy giảm của điện áp l-ới trong khi đó tốc độ đồng bộ 1 giữ nguyên và độ tr-ợt tới hạn S th không thay đổi: 1 = Const P f 1 2 S th = 22 1 2 2 n Xr R = const Nh- vậy bằng cách thay đổi điện áp ta có thể thay đổi đ-ợc tốc độ động cơ. Ta có đặc tính cơ nh- (hình 7) đặc tính này phù hợp với tải không đổi. Để thay đổi điện áp cấp cho động cơ không đồng bộ ta có thể sử dụng các biến áp tự ngẫu hoặc sử dụng bộ biến đổi xoay chiều-xoay chiều có điều khiển. c. ảnh h-ởng của số đôi cực P: Ta có : 1 = P f 1 2 = 1 (1- S 1 ) Để thay đổi số đôi cực ở stato ta thay đổi cách đấu dây. Nếu thay đổi số đôi cực P thì 1 thay đổi do đó tốc độ động cơ cũng thay đổi. Còn S th khôngphụ thuộc số đôi cực P nên không thay đổi nghĩa là độ cứng đặc tính cơ vẫn giữ nguyên. Nh-ng vì thay đổi số đôi cực ta phải thay đổi cách đấu dây mạch stato nên do đó mà tùy từng tr-ờng hợp mà các hệ sốU f ,R 1 , X 1 cũng thay đổi do đó cũng ảnh h-ởngtới M th . Hình 8 - Đặc tính cơ khi thay đổi số đôi Cực của động cơ không đồng bộ : d. ảnh h-ởng của điện trở mạch rôto:Đối với động cơ không đồng bộ rô to dây quấn ng-ời ta th-ờng mắc thêm điệntrở phụ vào mạch rôto để hạn chế dòng điện khởi động hoặc để điều chỉnh tốc độ động cơ.Khi đ-a R 2f vào mạch rôto thì: 1 = const M th = const S th = R 2 + R 2 /X nm 1 TN r f2 x f2 r f1 x f1 M nm M mn M 0 P 2 P 1 P 2 M 0 M Bộ môn tự động hoá Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Tr-ờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp 14 R 2f càng lớn, S th càng lớn thì càng nhỏ nghĩa là đặc tính cơ càng mềm (hình 9) ứng với tải nhất định thì tốc độ sẽ thay đổi nhanh hơn và ph-ơng pháp điều chỉnh tốc độ này là không trơn. Hình 9 - Đặc tính cơ biến trở e. ảnh h-ởng khi thay đổi tần số l-ới điện cấp cho động cơ : P f 1 2 Từ biểu thức : 1 = f 1 thì 1 thay Ta thấy khi thay đổi đổi do đó tốc độ động cơ thay đổi. Khi ta tăng f 1 >f đm 2 1 22 2 3 fL UP M nm th Do vậy : 2 1 1 f M th Tr-ờng hợp khi cần tần số giảm f 1 <f đm Nếu giữ nguyên điện áp U 1 thì dòng điện động cơ sẽ tăng rất lớn (vì tổng trở của động cơ giảm theo tần số). Do vậy khi giảm tần số ta phải giảm điện áp theo quy luật nhất định sao cho động cơ sinh ra mô men nh- trong chế độ định mức. Và để điều chỉnh tần số ta phải sử dụng bộ biến tần kết hợp với máy biến áp. Hình 10 - Đặc tính cơ khi thay đổi tần số động cơ không đồng bộ . III. chọn động cơ truyền động chính Qua phân tích đặc tính của hai loai động cơ ta thấy động cơ một chiều kích từ độc lập có thể thay đổi tốc độ bằng ph-ơng pháp thay đổi điện áp phần ứng, thay đổi từ thông kích từ. Có thể điều chỉnh trơn dễ dàng. Còn động cơ không đồng bộ cũng có thể điều chỉnhtốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ stato, rôto, điện áp nguồn, thay đổi tần số. Nh-ng đối với động cơ không đồng bộ có nh-ợc điểm là điều chỉnh tốc độ và khống chế các quá trình quá độ khó khăn. Mặt khác theo yêu cầu của máy tiện và tính năng của hai loại động cơ trên ta thấy động cơ một chiều kích từ độc lập có nhiều -u điểm về tính năng sử dụng và dể dàng điều chỉnh tốc độ hơn mà cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản hơn. Đồng thời lại đạt chất l-ợng điều chỉnh cao trong giải điều chỉnh. Vì vậy ta sẽ động cơ một chiều kích từ độc lập làm động cơ truyền động chính cho máy tiện T1565. Đ 2 -3 chọn ph-ơng án điều chỉnh tốc độ 0 tn < ( R f =0) b R f # 0 Mth Mc M o 01 02 0 03 M c M Bộ môn tự động hoá Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Tr-ờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp 15 Để có thể chọn đ-ợc ph-ơng án điều chỉnh tốc độ hợp lý cho máy tiện ta đi phân tích hai ph-ơng pháp điều chỉnh tốc độ nh- sau: - ph-ơng pháp điều chỉnh điện áp phần ứng. - ph-ơng pháp điều chỉnh từ thông động cơ. I . ph-ơng pháp điều chỉnh điện áp phần ứng . Để điều chỉnh điện áp phần ứng động cơ một chiều ta cần có các thiết bị nguồn nh- máy phát điện một chiều kích từ độc lập các bộ chỉnh l-u điều khiển v.v Các thiết bị này có chức năng biến năng l-ợng điện xoay chiều thành năng l-ợng điện một chiều có sức điện động E b điều chỉnh đ-ợc nhờ tín hiệu điều khiển U đk . Ta có ph-ơng trình đặc tính cơ ở chế độ xác lập: E b - E - = I b (R b + R -đ ) = u dm udb dm b I K RR K E = 0 (U đk ) - M Ta thấy rằng tốc độ nhỏ nhất của dải điều chỉnh bị giới hạn bởi yêu cầu về sai số tốc độ và mô men khởi động. Khi mô men tải là định mức thì các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của tốc độ là: max = 0max - dm M min = 0min - dm M Vì họ đặc tính cơ là các đ-ờng thẳng song song nhau nên ta có: min = )1( M dm K M 1 1 max0 M dm K M D Ta thấy 0max , M đm , K m . Là các số xác định vì vậy phạm vi điều chỉnh D phụ thuộc tuyến tính vào giá trị của độ cứng . Mặt khác với các tải có đặc tính mô men không đổi thì giá trị phạm vi điều chỉnh không lớn. Vì vậy đối với các máy có yêu cầu cao về dải điều chỉnh và độ chính xác duy trì tốc độ làm việc thì không thể sử dụng đ-ợc. Trong phạm vi phụ tải cho phép nếu coi các đặc tính cơ tĩnh là tuyến tính thì khi điều chỉnh điện áp phần ứng thì độ cứng đặc tính cơ trong toàn dải là nh- nhau do đó độ sụt tốc t-ơng đối sẽ đạt giá trị lớn nhất tại đặc tính thấp nhất của dải điều chỉnh. Ta thấy rằng trong suốt quá trình điều chỉnh điện áp thì từ thông đ-ợc giữ nguyên do đó mô men tải cho M (Hình 11- Đặc tính khi thay đổi điện áp mạch phần ứng) 0max min 0min U đk Uđi M đm M đmmin 0 Bộ môn tự động hoá Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Tr-ờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp 16 phép của hệ sẽ là không đổi M c.cp = M đm Vì vậy th-ờng sử dụng ph-ơng pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp mạch phần ứng đối với những hệ truyền động có mô men tải là hằng số trong toàn dải điều chỉnh. II. ph-ơng pháp điều chỉnh từ thông động cơ . Điều chỉnh từ thông kích thích của động cơ là điều chỉnh mô men điện từ của động cơ: M = K I - và sức điện động quay của động cơ. E - = k . Khi điều chỉnh từ thôngta đ-ợc họ đặc tính cơ nh- hình vẽ : Giả thiết ban đầu động cơ đang làm việc với dòng kích từ định mức và và tải là M c . Khi đó điểm làm việc sẽ là điểm a trên đặc tính tự nhiên t-ơng ứng với tốc độ 1 . Nếu ta nối thêm điện trở R f vào mạch kích từ thì dòng thông < kích từ sẽ giảm và từ đm. . Vì quán tính cơ học nên tốc độ biến đổi chậm hơn từ thông do đó sức điện động phần ứng giảm xuống và dòng điện phần ứng tăng lên. Nếu từ thông chỉ giảm trong một phạm vi đủ nhỏ nào đó thì sẽ sảy ra hiện t-ợng làm tăng mô men cuả động cơ nghĩa là mô men M b của động cơ lúc đó lớn hơn mô men tải. M b > M c . Và truyền động sẽ tăng tốc. Mặt khác do tốc độ tăng nên sức điện động phần ứng giảm. Kết quả là mô men của động cơ giảm dần cho tới khi cân bằng với mô men tải thì hệ sẽ làm việc xác lập với tốc độ 2 > 1 (điểm a ). Nếu từ thông giảm đến một mức độ nào đó thì dòng phần ứng sẽ tăng rất lớn và gây sụt áp quá lớn trên điện trở mạch phần ứng tức là tổn thất trong mạch chính tăng quá nên năng l-ợng điện từ chuyển cho động cơ giảm đi. Kết quả là mô men động cơ nhỏ hơn mô men tải M đ < M c . Và truyền động sẽ tăng tốc. T-ơng tự nh- trên sau quá trình quá độ hệ sẽ làm việc xác lập tai điểm a ứng với tốc độ 3 < 1 . Nh- trên ta thấy khi giảm từ thông tốc độ động cơ có thể tăng và cũng có thể giảm. Nhận xét đó đúng vớ tải M c = const hoặc M c là hàm tăng của tốc độ. Nếu mô men tải là hàm giảm của tốc độ M c = 1/ c thì có thể tốc độ chỉ tăng đơn trị từ thông càng giảm, tốc độ càng tăng do đó dòng I - nằm ở mức không gây sụt áp và sụt tốc độ lớn quá. Để thấy rõ mối quan hệ giữa tốc độ với từ thông và mô men tải ta xét tr-ờng hợp M c = const. Từ ph-ơng trình đặc tính cơ với : R - = const M c = const Ta có : = 22 )()( K B K A K RM K U uc (1) Nh- vậy: = f(K) là một hàm đa trị. Nó đạt cực trị khi: d/k = 0 T-ơng ứng với k cực trị. K ct = nm cuc I M U RM 2 2 max = cuct cu ct MR U K MR K U 2 2 . 4 1 )( . Tốc độ sẽ bằng không khi K = K 0 . Từ (1) ta tìm đ-ợc: K 0 = ct nm ccu K I M U MR 2 1 02 01 2 0 3 1 2 1 a ' b đ m a đ M đ M c M b M 0 [...]... vậy sẽ không đáp ứng đ-ợc yêu cầu công nghệ của các chi tiết gia công Thậm chí khi cho vận hành sẽ làm cho cả hệ thống bị hỏng Vậy việc tính chọn các thiết bị có ý nghĩa rất quan trọng cho cả hệ thống truyền động Khi chọn các thiết bị cần phải đáp ứng đ-ợc yêu cầu về kinh tế, kỹ thuật I tính chọn thiết bị mạch động lực 1 chọn động cơ: Từ yêu cầu công nghệ của máy tiện T1565 và từ sơ đồ mạch thiết... một pha, mạch điều khiển phức tạp hơn tuy nhiên chất l-ợng điện áp ra tốt hơn nó hoàn toàn đáp ứng đ-ợc yêu cầu công nghệ của máy tiện Để thấy đ-ợc -u, nh-ợc điểm của từng loại sơ đồ sau đây ta sẽ đi xét từng loại sơ đồ 1 sơ đồ chỉnh l-u hình tia ba pha có đi ôt D0 Tr-ờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp 17 Bộ môn tự động hoá Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Ta có các thông số ở đầu ra có giá trị đ-ợc xác định... dụng ph-ơng pháp hãm động năng kích từ độc lập để hãm dừng động cơ truyền động chính của máy tiện T1565 I Đ2-6 sơđồnguyênlýmạchphầnứngvàph-ơngpháphạnchếdòngđiệnkhikhikhởiđộng sơ đồ nguyên lý mạch phần ứng: Tr-ờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp 21 Bộ môn tự động hoá Thuyết minh đồ án tốt nghiệp A B C CK II- Giới thiệu sơ đồ T1565 là đứng có đối lớn phần ứng đồ bao Đ: chiều động cơ động cơ bộ chỉnh CK... CK trong chiều tốc độ van AT để đóng cấp cho bảo vệ bộ ra ngắn Rf1 biến trở hạn chế khởi Rh hãm động T N 1G 2RG1 T 2G 1RG1 1G Rf2 N RI Rf1 D Rh + K D 1RG2 R RH MT N H - 2RG2 T T N T MN T N N Máy tiện một máy tiện công suất t-ơng nguyên lý mạch nh- hình 17 Sơ gồm: Động cơ một kích từ độc lập Là truyền động chính đ-ợc cấp điện từ l-u cầu ba pha : Là cuộn kháng mạch nguồn xoay dùng để hạn chế tăng của dòng... nhiều -u điểm hơn hẳn bộ biến đổi sử dụng máy phát vì vậy ta sẽ sử dụng bộ biến đổi van cung cấp nguồn một chiều cho động cơ II chọn mạch chỉnh l-u Có nhiều sơ đồ chỉnh l-u đáp ứng đ-ợc yêu cầu công nghệ tuy nhiên ở mỗi sơ đồ có các chỉ tiêu về chất l-ợng khác nhau và giá thành cũng khác nhau vấn đề đặt ra là làm sao lựa chọn cho phù hợp với yêu cầu công nghệ Các sơ đồ chỉnh l-u gồm các sơ đồ một... ta có các số liệu của máy biến áp nh- sau: U1 = 220 (v) ; Uk% = 7 ; UkV% = 2,2 U2 = 150 (v) ; ST = 4 (KVA) ; Uk% = 7,8 3 chọn máy phát tốc Máy phát tốc là thiết bị dùng để lấy tín hiệu phản hồi âm tốc độ của động cơ nó đ-ợc nối cứng trục với trục động cơ Căn cứ vào kinh nghiệm vận hành ta chọn máy phát tốc sao cho độ sụt tốc độ vẫn đảm bảo yêu cầu về độ cứng của đặc tính Ta chọn máy phát tốc có các... sai lệch tĩnh S% Đặc biệt có -u điểm là linh hoạt trong việc chuyển đổi chế độ làm việc Dễ dàng tạo ra hệ thống với chất l-ợng cao Tuy nhiên việc sử dụng máy phát có nh-ợc điểm là công suất đặt th-ờng lớn hơn công suất yêu cầu gấp ba lần và do sử dụng máy điện quay nên tiếng ồn rất lớn, chiếm nhiều diện tích lắp đặt, nền móng lắp đặt phải chắc 2 hệ thống van - động cơ Bộ biến đổi van tạo ra nguồn một... vẫn đảm bảo khả năng quá tải (trong khoảng thời gian ngắn) Vậy ta thấy với hệ thống truyền động điện của máy tiện T1565 có: P = cons M = 1/ Phù hợp ph-ơng pháp điều chỉnh tốc độ bằng các thay đổi từ thông kích từ Vậy ta sẽ sử dụng ph-ơng pháp này để điều chỉnh tốc độ động cơ truyền động chính của máy tiện T1565 Đ2-4 chọn bộ biến đổi mạch phần ứng và mạch chỉnh l-u I - chọn bộ biến đổi mạch phần ứng Bộ... giản cho mạch kích từ ta cũng sẽ chọn bộ biến đổi sử dụng các van bán dẫn Với máy tiện T1565 ta sử dung ph-ơng pháp điều chỉnh tốc độ bằn cách thay đổi dòng điện qua cuộn kích từ vì vậy ta cũng sẽ sử dụng bộ biến đổi một chiều sử dụng các van có điều khiển I chọn sơ đồ mạch chỉnh l-u Vì cuộn kích từ có công suất nhỏ hơn công suất mạch phần ứng nên ta có thể sử dụng các sơ đồ chỉnh l-u hình cầu một... chiều ổn định cho phần ứng động cơ Mạch phần ứng có thể đ-ợc sử dụng bằng các hệ thống khác nhau nh-: Máy phát một chiều, bộ biến đổi van, thiết bị khuyếch đại từ, mạch xung áp Tuy nhiên ta chỉ đi xét hai hệ thống biến đổi đó là: Hệ thống van và hệ thống máy phát một chiều 1- máy phát một chiều Với máy phát một chiều có đặc điểm là giải điều chỉnh rộng có thể nâng cao độ cứng đặc tính cơ nhờ sử dụng . Phần i Giới thiệu công nghệ máy tiện Đ1-1 công dụng và phân loại máy tiện I. công dụng . Máy tiện đ-ợc. ta có: + Máy tiện đơn giản. + Máy tiện vạn năng. 1 Phần i Giới thiệu công nghệ máy tiện Đ1-1 công dụng