SỞ GIAO THÔNG VẬN TẢI NAM ĐỊNH TRƯỜNG TRUNG CẤP GIAO THƠNG VẬN TẢI GIÁO TRÌNH MƠN HỌC/MƠ ĐUN: Trang bị điện NGÀNH/NGHỀ: Điện cơng nghiệp TRÌNH ĐỘ: Trung cấp (Lưu hành nội bộ) Ban hành kèm theo Quyết định số: 316/QĐ-TTCGTVT ngày 07 tháng 05 năm 2021 Hiệu trưởng trường Trung cấp GTVT Nam Định Nam Định, năm 2021 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin đƣợc phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình Trang bị điện tài liệu dùng để dạy học sinh nghề Điện cơng nghiệp nhằm hình thành kiến thức ứng dụng, kỹ thực hành nghề thái độ nghề nghiệp trình độ Trung cấp, phạm vi mơn học Nội dung giáo trình bao gồm phần: Các phần tử điều khiển hệ thống trang bị điện - điện tử; Tự động khống chế truyền động điện; Trang bị điện máy cắt kim loại Tài liệu giáo viên nghề Điện công nghiệp, Khoa CN Ô TÔ & ĐKMTCCG, Trƣờng Trung cấp Giao thơng vận tải Nam Định biên soạn, theo chƣơng trình khung nghề Điện công nghiệp Trƣờng Trung cấp Giao thông vận tải Nam Định kết hợp tham khảo số tƣ liệu nƣớc Với kinh nghiệm trình độ cịn hạn chế, tác giả mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp, bảo nhà khoa học, giáo viên bạn đọc quan tâm để bổ sung, điều chỉnh cho giáo trình ln đƣợc cập nhật hồn thiện theo hƣớng bản, đại, phù hợp với điều kiện Việt Nam đáp ứng nhu cầu xã hội Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về: Nghề Điện cơng nghiệp, Khoa CN Ơ TƠ & ĐKMTCCG, Trƣờng Trung cấp Giao thơng vận tải Nam Định Xin trân trọng cảm ơn! Nam Định, ngày 28 tháng 03 năm 2021 Tham gia biên soạn Chủ biên: Phạm Minh Trƣờng Thành viên tham gia: Vũ Ngọc Thắng MỤC LỤC Lời giới thiệu Bài mở đầu: Khái quát chung hệ thống trang bị điện Đặc điểm hệ thống trang bị điện Yêu cầu hệ thống trang bị điện công nghiệp Bài 1: Các phần tử điều khiển hệ thống trang bị điện – điện tử Các phần tử bảo vệ 1.1 Cầu chì 1.2 Rơ le nhiệt Các phần tử điều khiển 2.1 Công tắc 2.2 Nút ấn 2.3 Cầu dao 2.4 Bộ khống chế 11 2.5 Công tắc tơ – khởi động từ 13 2.6 Áp tô mát 17 Rơ le 18 3.1 Rơ le điện từ 18 3.2 Rơ le trung gian 20 3.3 Rơ le dòng điện 20 3.4 Rơ le điện áp 21 3.5 Rơ le thời gian 21 3.6 Rơ le tốc độ 22 Các thiết bị đóng cắt khơng tiếp điểm 23 4.1 Công tắc hành trình khơng tiếp điểm (các loại cảm biến vị trí) 23 4.2 Cảm biến tiệm cận điện cảm (Inductive Proximity Sensor) 25 4.3 Cảm biến tiệm cận điện dung (Capacitive Proximity Sensor) 27 4.4 Cảm biến tiệm cận siêu âm (Ultrasonic proximity sensor) 29 Các phần tử điện từ 31 5.1 Nam châm điện nâng – hạ 31 5.2 Bàn nâm châm điện 33 5.3 Ly hợp điện từ: 33 Bài 2: Tự động khống chế truyền động điện 35 Khái niệm tự động khống chế (TĐKC) 35 Các yêu cầu TĐKC 35 2.1 Yêu cầu kỹ thuật 35 2.2 Yêu cầu kinh tế 35 Phƣơng pháp thể sơ đồ điện TĐKC 35 3.1 Phƣơng pháp thể mạch động lực 36 3.2 Phƣơng pháp thể mạch điều khiển 36 3.3 Bảng ký hiệu phần tử sơ đồ TĐKC 37 Các nguyên tắc điều khiển 41 4.1 Nguyên tắc điều khiển theo thời gian 41 4.2 Nguyên tắc điều khiển theo tốc độ 44 4.3 Nguyên tắc điều khiển theo dòng điện 47 4.4 Nguyên tắc điều khiển theo vị trí 49 Các sơ đồ điều khiển điển hình 50 5.1 Sơ đồ điều khiển động KĐB xoay chiều pha rô to lồng sóc 50 Vấn đề bảo vệ liên động TĐKC - TĐĐ 126 Bài 3: Trang bị điện máy cắt kim loại 129 Khái niệm chung máy cắt gọt kim loại 129 1.1 Khái niệm phân loại 129 1.2 Đặc điểm, yêu cầu trang bị điện 130 Trang bị điện nhóm máy tiện 132 2.1 Đặc điểm yêu cầu trang bị điện 132 2.2 Trang bị điện máy tiện T616 (1A64) 134 Trang bị điện nhóm máy phay 140 3.1 Đặc diểm, yêu cầu trang bị điện 140 3.2 Trang bị điện máy phay 6H81, ME-1000, ME-250 141 Trang bị điện nhóm máy doa 148 4.1 Đặc điểm, yêu cầu trang bị điện 148 4.2 Trang bị điện máy doa 2450, 2620 149 4.2.1 Trang bị điện máy doa 2450 149 4.2.2 Trang bị điện máy doa 2620 153 4.2.3 Trang bị điện máy doa 2A613 158 Trang bị điện nhóm máy khoan 163 5.1 Đặc điểm, yêu cầu trang bị điện 164 5.2 Trang bị điện máy khoan 3A55 164 Trang bị điện máy mài 171 6.1 Đặc điểm, yêu cầu trang bị điện 171 6.2 Trang bị điện máy mài 3A161 175 Tài liệu tham khảo 182 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC/ MƠ ĐUN Tên môn học/ mô đun: Trang bị điện Mã môn học/ mơ đun: MĐ21 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học/ mơ đun: - Vị trí: Mơ đun cần phải học sau học xong môn học/mô-đun Máy điện, Cung cấp điện, Truyền động điện - Tính chất: Là mơ đun chun môn nghề thuộc mô đun đào tạo nghề bắt buộc - Ý nghĩa vai trị mơn học/ mơ đun: Mô đun chuyên môn nghề giúp cho học sinh hiểu rõ sơ đồ mạch điện nhƣ vận hành, sửa chữa bảo dƣỡng loại máy, tạo tiền đề cho mô đun sau Mục tiêu môn học/ mô đun: - Kiến thức: + Đọc, vẽ phân tích đƣợc sơ đồ mạch điều khiển dùng rơle công tắc tơ dùng khống chế động pha, động chiều; + Phân tích đƣợc qui trình làm việc u cầu trang bị điện cho máy cắt gọt kim loại (máy khoan, tiện, phay, bào, mài ); cho máy sản suất (băng tải, cầu trục, thang máy, lò điện ); + Phân tích đƣợc nguyên lý sơ đồ làm sở cho việc phát hƣ hỏng chọn phƣơng án cải tiến - Kỹ năng: + Lắp đặt, sửa chữa đƣợc mạch mở máy, dừng máy cho động pha, pha, động chiều; + Lắp ráp sửa chữa đƣợc mạch điện máy cắt gọt kim loại nhƣ: mạch điện máy khoan, máy tiện, phay, bào, mài ; + Vận hành sửa chữa đƣợc hƣ hỏng máy sản suất nhƣ băng tải, cầu trục, thang máy, lò điện + Vận hành đƣợc mạch theo nguyên tắc, theo quy trình định Từ vạch kế hoạch bảo trì hợp lý, đảm bảo an tồn vệ sinh công nghiệp - Về lực tự chủ trách nhiệm: + R n luyện đức tính c n thận, tỉ mỉ, xác, tƣ sáng tạo khoa học BÀI MỞ ĐẦU: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG TRANG BỊ ĐIỆN Mã bài: 21- 00 Giới thiệu: Động điện đƣợc sử dụng phổ biến dây truyền tự động trình sản xuất công nghiệp Điều khiển, khống chế động vấn đề luôn đƣợc giới chuyên môn quan tâm, tìm hiểu giải cách tối ƣu, đa phổ dụng Đối với ngƣời công tác lĩnh vực điện cơng nghiệp mảng kiến thức kỹ hệ thống trang bị điện dùng điều khiển, khống chế động điện yêu cầu bắt buộc Nó tiền đề cho việc tiếp thu, thực mạch điều khiển linh kiện điện tử điều khiển lập trình Mục tiêu: - Phân tích đƣợc đặc điểm hệ thống trang bị điện; - Vận dụng yêu cầu hệ thống trang bị điện thiết kế, lắp đặt; - R n luyện tính c n thận, nghiêm túc học tập thực công việc Nội dung chính: Đặc điểm hệ thống trang bị điện Hệ thống trang bị điện máy sản xuất tổng hợp thiết bị điện đƣợc lắp ráp theo sơ đồ phù hợp nhằm đảm bảo cho máy sản xuất thực nhiệm vụ sản xuất Hệ thống trang bị điện máy sản xuất giúp cho việc nâng cao suất máy, đảm bảo độ xác gia công, rút ngắn thời gian máy, thực cơng đoạn gia cơng khác theo trình tự cho trƣớc Hệ thống trang bị điện cần có: Các thiết bị động lực, thiết bị điều khiển phần tử tự động Nhằm tự động hoá phần tồn q trình sản xuất máy, hệ thống trang bị điện điều khiển phận công tác thực thao tác cần thiết với thông số phù hợp với quy trình sản xuất Kết cấu hệ thống trang bị điện: - Phần thiết bị động lực: Là phận thực việc biến đổi lƣợng điện thành dạng lƣợng cần thiết cho trình sản xuất Thiết bị động lực là: Động điện, nam châm điện, li hợp điện từ truyền động từ động sang máy sản xuất hay đóng mở van khí nén, thuỷ lực, phần tử đốt nóng thiết bị gia nhiệt, phần tử phát quang nhƣ hệ thống chiếu sáng, phần tử R, L, C, để thay đổi thông số mạch điện để làm thay đổi chế độ làm việc phần tử động lực - Thiết bị điều khiển: Là khí cụ đóng cắt, bảo vệ, tín hiệu nhằm đảm bảo cho thiết bị động lực làm việc theo yêu cầu máy công tác Các trạng thái làm việc thiết bị động lực đƣợc đặc trƣng bằng: Tốc độ làm việc động điện hay máy công tác, dòng điện phần ứng hay dòng điện phần cảm động điện, Mômen phụ tải trục động Tuỳ theo q trình cơng nghệ u cầu mà động truyền động có chế độ cơng tác khác Khi động thay đổi chế độ làm việc, thơng số có giá trị khác Việc chuyển chế độ làm việc động truyền động đƣợc thực tự động nhờ hệ thống điều khiển Nhƣ vậy: Hệ thống khống chế truyền động điện tập hợp khí cụ điện dây nối đƣợc lắp ráp theo sơ đồ nhằm đáp ứng việc việc điều khiển, khống chế bảo vệ cho phần tử động lực trình làm việc theo u cầu cơng nghệ đặt Yêu cầu hệ thống trang bị điện công nghiệp - Nhận biến đổi lƣợng điện thành dạng lƣợng khác để thực nhiệm vụ sản xuất thông qua phận công tác - Khống chế điều khiển phận công tác làm việc theo trình tự cho trƣớc với thơng số kỹ thuật phù hợp - Góp phần nâng cao suất, chất lƣợng, hiệu trình sản xuất, giảm nhẹ điều kiện lao động cho ngƣời - Đảm bảo an tồn cho ngƣời thiết bị q trình sản xuất BÀI 1: CÁC PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN TRONG HỆ THỐNG TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Mã bài: 21- 01 Giới thiệu: Các phần tử điều khiển hệ thống trang bị điện – điện tử gồm phần tử bảo vệ; phần tử điều khiển; Rơ le; thiết bị đóng cắt khơng tiếp điểm; phần tử điện từ Mục tiêu: - Nhận biết đƣợc phần tử điều khiển hệ thống trang bị điện - Mô tả đƣợc cấu tạo giải thích đƣợc nguyên lý làm việc khí cụ điện điều khiển có sơ đồ - Sửa chữa đƣợc hƣ hỏng thơng thƣờng khí cụ điện điều khiển - R n luyện tính tỉ mỉ, c n thận, xác an tồn cơng việc Nội dung chính: Các phần tử bảo vệ 1.1 Cầu chì a Cấu tạo: Nắp, vỏ, dây chảy b Cơng dụng: Bản chất cầu chì đoạn dây dẫn yếu mạch, có cố đoạn dây bị đứt Cầu chì dùng bảo vệ thiết bị tránh khỏi dịng ngắn mạch 1.2 Rơ le nhiệt a Cấu tạo: A B b Dạng thực tế rơ le nhiệt pha a Cấu tạo HÌNH 1.2: CẤU TẠO VÀ DẠNG THỰC TẾ RƠ LE NHIỆT PHA Thanh lƣỡng kim; Lò xo; Phần tử đốt nóng; A: Cực nối nguồn; Hệ thống tiếp điểm; B: Cực nối tải; b Công dụng: Rơ le nhiệt dùng để bảo vệ cố tải Trong thực tế ngƣời ta thƣờng gắn rơ le nhiệt phía sau công tắc tơ gọi khởi động từ Các phần tử điều khiển 2.1 Công tắc a Cấu tạo: b Công tắc pha a Công tắc pha HÌNH 1.3: CƠNG TẮC PHA VÀ PHA b Công dụng: Công tắc thực tế thƣờng đƣợc dùng làm khoá chuyển mạch (chuyển chế độ làm việc mạch điều khiển), dùng làm công tắc đóng mở nguồn (cầu dao) 2.2 Nút ấn a Cấu tạo: tiếp điểm 2K1(19,23) đóng lại cấp nguồn cho 2K2, động 2Đ quay ngƣợc lại để bắt đầu trình xiết cần khoan Khi cần đƣợc xiết chặt 1KH(5,19) mở kết thúc trình xiết cần Cơng tắc hành trình 2KH dùng giới hạn hành trình chuyển động cần khoan phía phía dƣới Trƣờng hợp muốn hạ cần khoan chuyển tay gạt KC vị trí số (dƣới) trình xãy tƣơng tự (2K2 hạ cần; 1’KH 2K1 xiết cần) Công tắc tơ 3K1 3K2 dùng để mở xiết đầu khoan làm việc ấn nút 1M 2M Bảo vệ liên động (Sinh viên tự phân tích) - Sơ đồ thiết bị dây (Sinh viên bổ sung hoàn thiện theo hình 3.17) b Lắp ráp mạch: +Bƣớc 1: Lựa chọn gá lắp thiết bị Bảng 3.4: Bảng kê trang bị điện hình 3.16 Stt Kí hiệu Chức SL 1CD Cầu dao nguồn, đóng cắt khơng tải toàn mạch 2CD Cầu dao điều khiển động bơm nƣớc 4Đ 1CC Cầu chì bảo vệ ngắn mạch động bơm nƣớc 4Đ 2CC Cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho động di chuyển cần (2Đ); kẹp cần (3Đ1) kẹp đầu khoan (3Đ2) KC Tay gạt chữ thập: vị trí, tiếp điểm: điều khiển trục khoan nâng hạ cần khoan 1K1;1K2 Cơng tắc tơ, đảo chiều quay động trục 1Đ RN Rơ le nhiệt, bảo vệ tải cho động trục 2K1;2K2 Cơng tắc tơ, nâng hạ cần khoan tự động 2Đ 3K1;3K2 Công tắc tơ, xiết mở cần khoan đầu khoan 3Đ1; 3Đ2 10 RU Rơ le điện áp, bảo vệ áp cho toàn mạch 11 1KH;1/KH Cơng tắc hành trình dùng q trình nâng hạ cần 168 khoan 12 2KH Bộ công tắc hành trình liên động, giới hạn hành trình dƣới cần khoan 13 3KH Công tắc hành trình, liên kết với tay gạt khí cho phép trục khoan làm việc 14 1M; 2M Nút ấn thƣờng mở, điều khiển xiết mở cần khoan đầu khoan - Chọn chủng loại, số lƣợng thiết bị khí cụ cần thiết - Định vị thiết bị lên panen - Định vị công tắc hành trình vị trí - Định vị nút ấn 1M, 2M; tay gạt KC vị trí bệ máy +Bƣớc 2: Lắp ráp - Đọc, phân tích sơ đồ nguyên lý, sơ đồ nối dây - Lắp mạch điều khiển theo sơ đồ: Liên kết nút ấn, tay gạt đánh số đầu dây Lắp đặt đƣờng dây từ cơng tắc hành trình đến tủ điện Đấu mạch rơ le điện áp (lƣu ý tiếp điểm RU(3,5) 3K1(3,5) Đấu đƣờng dây vào cuộn hút công tắc tơ 1K1, 1K2 Đấu đƣờng dây vào cuộn hút công tắc tơ 2K1, 2K2 Chú ý đƣờng dây từ cơng tắc hành trình, tiếp điểm khóa chéo Đấu đƣờng dây vào cuộn hút cơng tắc tơ 3K1, 3K2 - Lắp mạch động lực theo sơ đồ: Đấu mạch đảo chiều công tắc tơ 1K1, 1K2; 2K1, 2K2 3K1, 3K2 Đấu đƣờng dây cấp nguồn cho động bơm nƣớc Liên kết đƣờng dây cấp nguồn qua cầu chì 1CC, 2CC cầu dao 1CD - Lắp đƣờng dây cấp nguồn cho hệ thống: Liên kết song song động 3Đ1 3Đ2 Lắp đặt cáp từ động đến tủ điện +Bƣớc 3: Kiểm tra vận hành - Kiểm tra mạch cuộn hút 1K1, 1K2; 2K1, 2K2; 3K1, 3K2; RU 169 - Kiểm tra thông mạch, chạm vỏ cầu đấu dây - Kiểm tra mạch động lực: Hết sức lƣu ý vấn đề an toàn, chiều quay động Kiểm tra c n thận liên động chi tiết khí hệ thống điện Có thể kết hợp đo kiểm quan sát mắt - Vận hành không tải: Cô lập mạch động lực cầu đấu dây Cấp nguồn vận hành mạch điều khiển: Ấn nút 1M(3,25) cuộn 3K1 RU hút, mạch chu n bị làm việc Thao tác tay gạt khí để đóng 3KH Bậc KC 1: 1K1 hút; chuyển KC sang số 2: 1K2 hút Bậc KC 3: 2K1 hút; chuyển KC sang số 4: 2K2 hút KC đặt 4, tác động vào 2KH 2K1 2K2 nhả Ấn giữ nút 1M(3,25) 2M(3,29) 3K1 3K2 hút - Vận hành có tải: Cắt nguồn, liên kết lại dây nối mạch động lực cho động 1Đ 4Đ để vận hành trục khoan bơm nƣớc Đóng cầu dao 1CD, 2CD để cấp nguồn cho mạch động lực Sau cấp nguồn cho mạch điều khiển: Ấn nút 1M(3,25) cuộn 3K1 RU hút, mạch chu n bị làm việc Thao tác tay gạt khí để đóng 3KH Bậc KC 2: trục khoan quay thuận nghịch Thao tác tay gạt khí vị trí ngƣợc lại (3KH cúng đƣợc ấn xuống) Chiều quay trục khoan ngƣợc lại thao tác KC Đóng 2CD: động bơm nƣớc 4Đ làm việc Cắt nguồn, liên kết lại dây nối mạch động lực cho động 2Đ để di chuyển cần khoan động 3Đ1, 3Đ2 để xiết mở cần khoan đầu khoan: Đóng cầu dao 1DC, 2CD để cấp nguồn cho mạch động lực Sau cấp nguồn cho mạch điều khiển: Ấn nút 1M(3,25) cuộn 3K1 RU hút, mạch chu n bị làm việc 170 Bậc KC 3: cần khoan đƣợc nâng lên Còn KC đặt số cần khoan hạ xuống Trong trình nâng hạ, đến cuối hành trình 2KH tác động để mạch dừng Ấn giữ nút 1M(3,25) 2M(3,29) cần khoan đầu khoan đƣợc xiết hay mở +Bƣớc 4: Mô cố sửa chữa hƣ hỏng - Cắt nguồn cung cấp - Sự cố 1: Hở mạch tiếp điểm 3K1(3,5), sau cho mạch vận hành Quan sát trục khoan, ghi nhận tƣợng, giải thích - Sự cố 2: Hở mạch cơng tắc hành trình 3KH, sau cho mạch vận hành Quan sát trục khoan, ghi nhận tƣợng, giải thích - Sự cố 3: Hốn vị đầu dây 9, 11 với nhau, sau cho mạch vận hành ví trí tay gạt khí Quan sát trục khoan, ghi nhận tƣợng, giải thích - Sự cố 4: Hoán vị đầu dây 25, 29 với nhau, sau ấn 1M 2M để mạch vận hành Quan sát trạng thái xiết mở càn khoan đầu khoan, ghi nhận tƣợng, giải thích +Bƣớc 5: Viết báo cáo trình thực hành - Lƣợc thuật lại trình lắp ráp, sai lỗi mắc phải (nếu có) - Giải thích tƣợng vận hành mạch, nguyên nhân gây hƣ hỏng mơ - Vai trị 1KH 1/KH; nêu cố xáy chi tiết hƣ hỏng? Trang bị điện máy mài 6.1 Đặc điểm, yêu cầu trang bị điện a Khái niệm máy mài Máy mài loại máy cơng cụ dùng gia cơng làm nhẵn tạo hình bề mặt chi tiết Máy mài có nhóm chính: 171 Máy mài trịn: Dùng gia cơng mặt ngồi mặt chi tiết Chuyển động chuyển động quay trịn đá mài, chi tiết quay tròn tịnh tiến Các chuyển động phụ gồm: di chuyển ụ đá, bơm dầu , làm mát Máy mài phẳng: Dùng gia công mặt phẳng mặt cầu Đá mài thƣờng chuyển động tịnh tiến, chi tiết tịnh tiến quay Hình dạng ngồi phận máy mài hình 3.20 HÌNH 3.20: HÌNH DÁNG BÊN NGỒI CỦA MÁY MÀI Thân máy; Ụ quay phôi; Ụ đỡ phơi; Ụ mài Ngồi cịn có máy khác nhƣ: máy mài vô tâm, máy mài rãnh, máy mài cắt, máy mài v.v… Thƣờng máy mài có ụ chi tiết bàn, kẹp chi tiết ụ đá mài, có trục với đá mài Cả hai ụ đặt bệ máy 172 b Giới thiệu cơng nghệ mài HÌNH 3.21: SƠ ĐỒ GIA CÔNG CHI TIẾT TRÊN MÁY MÀI Máy mài trịn có hai loại: máy mài trịn ngồi (h-3.21a), máy mài tròn (h-3.21b) Trên máy mài tròn chuyển động chuyển động quay đá mài; chuyển động ăn dao di chuyển tịnh tiến ụ đá dọc trục (ăn dao dọc trục) di chuyển tịnh tiến theo hƣớng ngang trục (ăn dao ngang) chuyển động quay chi tiết (ăn dao vòng) Chuyển động phụ di chuyển nhanh ụ đá chi tiết v.v… Máy mài phẳng có hai loại: mài biên đá (h-3.21c) mặt đầu (h-3.21d) Chi tiết đƣợc kẹp bàn máy tròn chữ nhật Ở máy mài biên đá, đá mài quay tròn chuyển động tịnh tiến ngang so với chi tiết, bàn máy mang chi tiết chuyển động tịnh tiến qua lại Chuyển động quay đá chuyển động chính, chuyển động ăn dao di chuyển đá (ăn dao ngang) chuyển động chi tiết (ăn dao dọc) Ở máy mài mặt đầu đá, bàn tròn chữ nhật, chuyển động quay đá chuyển động chính,chuyển động ăn dao di chuyển ngang đá - ăn dao ngang chuyển động tịnh tiến qua lại bàn mang chi tiết - ăn dao dọc Một tham số quan trọng chế độ mài tốc độ cắt (m/s): 173 V= 0,5d.ωđ.10-3 Trong đó: d - đƣờng kính đá mài, [mm]; ωđ - tốc độ quay đá mài, [rad/s]; thƣờng v = 30 ÷ 50m/s a)Máy mài trịn ngồi b) Máy mài tròn c) Máy mài mặt phẳng biên đá d) Máy mài mặt phẳng mặt đầu (bàn chữ nhật) e) Máy mài mặt phẳng mặt đầu (bàn trịn) Chi tiết gia cơng Đá mài Chuyển động Chuyển động ăn dao dọc Chuyển động ăn dao ngang c Các đặc điểm truyền động điện trang bị điện máy mài - Truyền đơng chính: Thơng thƣờng máy khơng u cầu điều chỉnh tốc độ, nên sử dụng động khơng đồng roto lồng sóc Ở máy mài cỡ nặng, để trì tốc độ cắt khơng đổi mịn đá hay kích thƣớc chi tiết gia công thay đổi, thƣờng sử dụng truyền động động có phạm vi điều chỉnh tốc độ D = (2 ÷ 4):1 với cơng suất khơng đổi Ở máy mài trung bình nhỏ v = (50 ÷ 80)m/s nên đá mài có đƣờng kính lớn tốc độ quay đá khoảng 1000vg/ph Ở máy có đƣờng kính nhỏ, tốc độ đá cao Động truyền động động đặc biêt, đá mài gắn trục động cơ, động có tốc độ (24000 ÷ 48000) vg/ph, lên tới (150000 ÷ 200000) vg/ph Nguồn động biến tần, máy phát tần số cao (BBT quay) biến tần tĩnh Thyristor Mô men cản tĩnh trục động thƣờng 15 ÷ 20% momen định mức Mơ men qn tính đá cấu truyền lực lại lớn: 500 ÷ 600% momen qn tính động cơ, cần hãm cƣỡng động quay đá Không yêu cầu đảo chiều quay đá - Truyền động ăn dao: 174 Máy mài tròn : Ở máy cỡ nhỏ, truyền động quay chi tiết dùng động không đồng nhiều cấp tốc độ (điều chỉnh số đôi cực) với D = (2 ÷ 4):1 Ở máy lớn dùng hệ thống biến đổi - động chiều (BBĐ-ĐM), hệ KĐT – ĐM có D = 10/1 với điều chỉnh điện áp phần ứng Truyền động ăn dao dọc bàn máy tròn cỡ lớn thực theo hệ BBĐ-ĐM với D = (20 ÷ 25)/1 Truyền động ăn dao ngang sử dụng thuỷ lực Máy mài phẳng: Truyền động ăn dao ụ đá thực lặp lại nhiều chu kỳ, sử dụng thuỷ lực Truyền động ăn dao tịnh tiến qua lại bàn dùng hệ truyền động chiều với phạm vi điều chỉnh tốc độ D = (8 ÷ 10):1 - Truyền động phụ máy mài truyền động ăn di chuyển nhanh đầu mài, bơm dầu hệ thống bôi trơn, bơm nƣớc làm mát thƣờng dùng hệ truyền động xoay chiều với động khơng đồng roto lồng sóc 6.2 Trang bị điện máy mài 3A161 a Nghiên cứu sơ đồ Máy mài trịn 3A161 đƣợc dùng để gia cơng mặt trụ chi tiết có chiều dài dƣới 1000mm đƣờng kính dƣới 280mm; đƣờng kính đá mài lớn 600mm Sơ đồ điều khiển máy mài 3A161 (đơn giản hố) đƣợc trình bày hình 3.22 - Trang bị điện: Động ĐM (7 kW, 930vg/ph) quay đá mài Động ĐT (1,7 kW, 930 vg/ph) bơm dầu cho hệ thống thuỷ lực để thực dao ăn ngang ụ đá, ăn dao dọc bàn máy di chuyển nhanh ụ đá ăn vào chi tiết khỏi chi tiết Động ĐC (0,76 kW, 250 ÷ 2500 vg/ph) quay chi tiết mài Động ĐB (0,125 kW, 2800 vg/ph) truyền động bơm nƣớc Đóng mở van thuỷ lực nhờ nam châm điện 1NC, 2NC tiếp điểm 2KT 3KT Động quay chi tiết đƣợc cung cấp điện từ khuếch đại từ KĐT KĐT nối theo sơ đồ ba pha kết hợp với điốt chỉnh lƣu, có cuộn làm việc cuộn dây điều khiển CK1, CK2 CK3 Cuộn CK3 đƣợc nối với điện áp chỉnh lƣu 3CL tạo 175 sức từ hoá chuyển dịch Cuộn CK1 vừa cuộn chủ đạo vừa cuộn phản hồi âm điện áp phần ứng Điện áp chủ đạo Ucđ lấy biến trở 1BT, điện áp phản hồi Uph âm áp lấy phần ứng động HÌNH 3.22: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MÁY MÀI 3A161 Điện áp đặt vào cuộn dây CK1 là: UCK1 = Ucđ – Uph = Ucđ – kUƣ Cuộn CK2 cuộn phản hồi dƣơng dòng điện phần ứng động Nó đƣợc nối vào điện áp thứ cấp biến dịng BD qua chỉnh lƣu 2CL Vì dịng điện sơ cấp 176 biến dòng tỉ lệ với dòng điện phần ứng động (I1= 0,815Iƣ) nên dòng điện cuộn CK2 tỷ lệ với dòng điện phần ứng Sức từ hoá phản hồi đƣợc điều chỉnh nhờ biến trở 2BT Tốc độ động đƣợc điều chỉnh cách thay đổi điện áp chủ đạo Ucđ (nhờ biến trở 1BT) Để làm cứng đặc tính vùng tốc độ thấp, giảm U cđ cần phải tăng hệ số phản hổi dƣơng dịng điện Vì vây, ngƣời ta đặt sẵn khâu liên hệ khí trƣợt 2BT 1BT Để thành lập đặc tính tĩnh động ta dựa vào phƣơng trình sau: Điện áp tổng cuộn CK1 UCK1: UCK1 = Ucđ – Uƣ + Kqđ.UCK2 = Ucđ – Uƣ + Kqđ.Ki.Iƣ Trong đó: UCK2 = Kqđ2.Ki.Iƣ điện áp cuộn CK2 qui đổi CK1 Sức điện động khuếch đại từ (với giả thiết điểm làm việc nằm đoạn tuyến tính) EKĐT = KKĐT UCK1 Trong đó: KKĐT - hệ số khuếch đại điện áp KĐT Phƣơng trình cân điện áp mạch phần ứng là: EKĐT = K.Ф.ω + Iƣ.Rƣ Từ phƣơng trình số biến đổi ta nhận đƣợc phƣơng trình đặc tính tĩnh hệ nhƣ sau: - Nguyên lý làm việc sơ đồ điều khiển tự động nhƣ sau: Sơ đồ cho phép điều khiển máy chế độ thử máy chế độ làm việc tự động Ở chế độ thử máy cơng tắc 1CT, 2CT, 3CT đƣợc đóng sang vị trí Mở máy động ĐT nhờ ấn nút MT, sau khởi động đồng thời ĐM ĐB nút ấn MN Động ĐC đƣợc khởi động nút ấn MC Ở chế độ tự động, trình hoạt động máy gồm giai đoạn theo thứ tự sau: 177 1) Đƣa nhanh ụ đá vào chi tiết gia công nhờ truyền động thuỷ lực, đóng động ĐC ĐB 2) Mài thô, tự động chuyển sang mài tinh nhờ tác động công tắc tơ 3) Tự động đƣa nhanh ụ đá khỏi chi tiết cắt điện động ĐC, ĐB Trƣớc hết đóng cơng tắc tơ 1CT, 2CT, 3CT sang vị trí Kéo tay gạt điều khiển (đƣợc bố trí máy) vị trí di chuyển nhanh ụ đá vào chi tiết (nhờ hệ thống thuỷ lực) Khi ụ đá đến vị trí cần thiết, cơng tắc hành trình 1KT tác động, đóng mạch cho cuộn dây cơng tắc tơ KC KB, động ĐC ĐB đƣợc khởi động Đồng thời truyền động thuỷ lực máy đƣợc khởi động Q trình gia cơng bắt đầu Khi kết thúc giai đoạn mài thơ, cơng tắc hành trình 2KT tác động, đóng mạch cuộn dây rơle 1RTr Tiếp điểm đóng điện cho cuộn dây nam châm 1NC, để chuyển đổi van thuỷ lực, làm giảm tốc độ ăn dao ụ đá Nhƣ giai đoạn mài tinh bắt đầu Khi kích thƣớc chi tiết đạt u cầu, cơng tắc hành trình 3KT tác động, đóng mạch cuộn dây rơle 2RTr Tiếp điểm rơle đóng điện cho cuộn dây nam châm 2NC để chuyển đổi van thuỷ lực, đƣa nhanh ụ đá vị trí ban đầu Sau đó, cơng tắc 1KT phục hồi cắt điện công tắc tơ KC KB; động ĐC đƣợc cắt điện đƣợc hãm động nhờ công tắc tơ H Khi tốc độ động đủ nhỏ, tiếp điểm rơle tốc độ RKT mở ra, cắt điện cuộn dây công tắc tơ H Tiếp điểm H cắt điện trở hãm khỏi phần ứng động b Lắp ráp mạch +Bƣớc 1: Sinh viên vẽ sơ đồ thiết bị sơ đồ dây hoàn chỉnh +Bƣớc 2: Sinh viên lựa chọn gá lắp thiết bị vào panel +Bƣớc 3: Sinh viên lắp ráp mạch +Bƣớc 4: Sinh viên vận hành, quan sát ghi nhận tƣợng +Bƣớc 5: Sinh viên mô cố, quan sát ghi nhận tƣợng +Bƣớc 6: Sinh viên làm báo cáo thực hành, giải thích tƣợng * Yêu cầu phƣơng pháp đánh giá: - Yêu cầu : Về kiến thức: + Trình bày đƣợc cấu tạo khí cụ điện điều khiển có sơ đồ 178 + Vẽ đƣợc sơ đồ mạch điện + Phân tích nguyên lý mạch điện + Biết cách lựa chọn thiết bị để thay mới/thay tƣơng đƣơng phù hợp + Nguyên tắc lắp ráp mạch điều khiển Về kỹ năng: + Lắp ráp đƣợc mạch điều khiển dùng rơle, công tắc tơ (đơn giản) bảng thực hành + Phát đƣợc sai hỏng, đề phƣơng án sửa chữa phù hợp + Thao tác lắp ráp mạch thành thạo (lắp bảng thực hành, lắp tủ điện, lắp mơ hình) + Mạch lắp phải đáp ứng đƣợc yêu cầu kỹ thuật, mỹ thuật an toàn (mạch hoạt động qui trình, bố trí thiết bị hợp lý đảm bảo khơng gian cho phép, dây gọn đẹp, khơng có cố điện, độ bền cơ) + Lắp ráp, sửa chữa qui trình, sử dụng dụng cụ đồ nghề, thời gian qui định Đảm bảo an toàn tuyệt đối Về thái độ: + Chấp hành nội quy học tập + Tính c n thận, nghiêm túc cơng việc đảm bảo an tồn cho ngƣời thiết bị * Phƣơng pháp: - Về kiến thức: Áp dụng hình thức kiểm viết - Về kỹ năng: Đánh giá trực tiếp sản ph m ngƣời học - Về thái độ: Thông qua số tham gia học kết học tập ngƣời học CÁC TỪ VIẾT TẮT GDKT-DN Dự án Giáo dục kỹ thuật Dạy nghề VTEP Vocational and Technical Education Project ĐC Động nói chung ĐKB động không đồng 179 ĐC - DC Động đIện chiều ĐC- DC KTĐL Động chiều kích từ độc lập ĐC- DC KTNT Động chiều kích từ nối tiếp ĐC - DC KT// Động chiều kích từ song song rpm round per minute (số vịng phút) var Variable (thay đổi, khơng ổn định) const Constant (khơng đổi, cố định) FK máy phát kích CCSX cấu sản xuất (máy công tác) TĐKC tự động khống chế CD cầu dao đIện CC Cầu chì CB (Circuit Breaker) Aptomat D Nút dừng máy M Nút mở máy KH Cơng tắc hành trình KC Bộ khống chế (tay gạt khí) A, B, C Các dây pha A, B, C N, O Dây trung tính CTT Công tắc tơ RN Rơ le nhiệt RTh Rơ le thời gian RU Rơ le điện áp RI Rơ le dòng điện RTr Rơ le trung gian RTĐ Rơ le tốc độ RTT Rơ le thiếu từ trƣờng RG Rơ le gia tốc FH Phanh hãm điện từ 180 TĐKC Tự động khống chế ĐChTĐ Điều chỉnh tốc độ 181 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Võ Hồng Căn, Phân tích mạch điện máy cắt gọt kim loại, NXB Công nhân kỹ thuật, Hà nội 1982 [2] Trịnh Đình Đề, Điều khiển tự động truyền động điện, NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà nội 1983 [3] Vũ Quang Hồi, Trang bị điện - điện tử công nghiệp, NXB Giáo dục 2000 [4] Vũ Quang Hồi, Trang bị điện - điện tử máy gia công kim loại, NXB Giáo dục 1996 [5] Bùi Quốc Khánh, Hồng Xn Bình, Trang bị điện – điện tử tự động hóa cầu trục cần trục, NXB KHKT 2006 [6] Bùi Quốc Khánh Nguyễn Thị Hiền Nguyễn Văn Liễn, Truyền động điện, Nxb KHKT 2006 [7] Nguyễn Đức Lợi, Giáo trình chuyên ngành điện tập 1,2,3,4, NXB Thống kê 2001 [8] Bùi Đình Tiếu, Các đặc tính động truyền động điện, NXB Khoa học kỹ thuật 1979 182