báo cáo đồ án tính toán may tien t616

Máy tiện T616 là một loại máy tiện CNC (Computer Numerical Control) cao cấp được sử dụng trong các ứng dụng gia công kim loại. T616 là máy tiện ren vít vạn năng, là một trong những sản phẩm đầu tiên của nhà máy sản xuất máy công cụ số một Hà Nội. Đây là một trong những loại máy tiện CNC có tính năng và độ chính xác cao, phù hợp với các ứng dụng gia công phức tạp và yêu cầu độ chính xác cao

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG KHOA CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG

HÓA

-



BÁO CÁO MÔN HỌC TRANG BỊ ĐIỆN ĐIỆN TỬ CHO MÁY CÔNG NGHIỆP

Đề tài: TRANG BỊ ĐIỆN, ĐIỆN TỬ MÁY TIỆN T616 CÓ ĐIỀU

CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ TRỤC CHÍNH

Thái Nguyên, ngày 28 tháng 04 năm 2023

Sinh viên thực hiện : Vi Thanh Tuấn

Giảng viên hướng dẫn

: Ths Hoàng Thị Hải Yến

Mục lục

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY TIỆN T616 1

1.1 Tổng quan về thiết bị 1

1.2 Giới thiệu về máy tiện T616 2

1.2.1: Đặc điểm kỹ thuật: 2

1.2.2 Cấu tạo cơ bản của máy tiện T616 3

1.2.3 Đặc điểm của máy tiện T616 so với các máy tiện khác 4

1.3 Yêu cầu khi trang bị điện cho máy tiện T616 5

Chương II Lựa chọn trang thiết bị sử dụng trong đề tài 6

2.1 Yêu cầu bài toán đặt ra 6

2.2 Trang bị điện, điện tử cho máy tiện T616 6

2.2.1 Lựa chọn nguồn điện sử dụng 6

2.2.2 Lựa chọn khởi động từ 8

2.2.3 Lựa chọn aptomat sử dụng 11

2.2.4 Lựa chọn đèn chiếu sáng 13

2.2.5 Lựa chọn relay điện áp 14

2.2.6 Lựa chọn một số trang thiết bị khác 15

CHƯƠNG III THIẾT KẾ SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CHO THIẾT BỊ MÁY TIỆN T616 17

3.1 Thiết kế sơ đồ trang bị điện cho mạch động lực 17

3.1.1 Yêu cầu đối với mạch động lực 17

3.1.2 Sơ đồ trang bị điện cho mạch động lực 18

3.2 Thiết kế sơ đồ trang bị điện cho mạch điều khiển 18

3.2.1 Yêu cầu đối với mạch điều khiển 18

3.2.2 Sơ đồ trang bị điện cho mạch điều khiển 20

3.3 Thực hiện chạy thử hệ thống trên phần mềm mô phỏng 21

CHƯƠNG IV: PHÂN TÍCH CÁC TRƯỜNG HỢP SỰ CỐ VÀ CÁCH ĐO KIỂM TRA, XỬ LÝ SỰ CỐ 23

4.1 Các trường hợp sự cố thường xảy ra 23

4.1.1 Ấn nút MT hoặc MN nhưng động cơ trục chính không hoạt động 23

4.1.2 Không thể thay đổi tốc độ 23

4.1.3 Bật đèn mà đèn không sáng 24

4.2 Kết quả đạt được 25

4.2.1 Đánh giá kết quả 25

4.2.3 Hướng phát triển đề tài 25

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY TIỆN T616

1.1 Tổng quan về thiết bị

Máy tiện T616 là một loại máy tiện CNC (Computer Numerical Control) cao cấp được sử dụng trong các ứng dụng gia công kim loại.T616 là máy tiện ren vít vạn năng, là một trong những sản phẩm đầu tiên của nhà máy sản xuất máy công cụ số một Hà Nội Đây là một trong những loại máy tiện CNC có tính năng và độ chính xác cao, phù hợp với các ứng dụng gia công phức tạp và yêu cầu độ chính xác cao

Hình 1.1: Máy tiện T616

1.2 Giới thiệu về máy tiện T616

Hình 1.2: Sơ đồ cấu tạo máy tiện T616

1.2.1: Đặc điểm kỹ thuật:

Hình 1.3: Máy tiện T616 ngoài cuộc sống

+ Kích thước: Chiều dài x rộng x cao: khoảng 4,8m x 2,2m x 2,4m+ Khối lượng: Khoảng 10 tấn

1.2.2 Cấu tạo cơ bản của máy tiện T616

Hình 1.4: Cấu tạo chính của máy tiện T616

Máy tiện T616 có cấu trúc cơ bản bao gồm các thành phần sau:

- Khung máy: Là bộ phận chịu lực chính của máy tiện T616

Khung máy được làm bằng thép cứng, chịu được tải trọng lớn và đảm bảo sự ổn định của máy trong quá trình vận hành

- Bàn máy: Là bộ phận chính của máy tiện, nơi đặt chi tiết cần giacông Bàn máy có thể xoay theo trục chính để tạo ra các chi tiết đối xứng và có thể di chuyển theo hướng ngang và dọc để tạo ra các chi tiết có hình dạng phức tạp

- Đầu tiện: Là bộ phận chứa trục chính và được gắn trên khung máy Đầu tiện có khả năng xoay quanh trục chính, tạo ra các chi tiết đối xứng và có thể di chuyển theo hướng ngang và dọc

- Trục chính: Là trục chính của máy tiện T616, nơi đặt mũi dao để cắt và tạo hình dạng cho chi tiết gia công Trục chính có khả năng xoayvới tốc độ cao và có thể điều chỉnh tốc độ vòng quay theo yêu cầu gia công

- Hệ thống điều khiển: Là bộ phận điều khiển hoạt động của máy tiện T616, bao gồm hệ thống điều khiển CNC, đồng hồ đo vị trí và các cảm biến đo độ chính xác của chi tiết gia công

- Máy bơm dầu: Là bộ phận cung cấp dầu mỡ và làm mát cho các

bộ phận của máy tiện T616, giúp gia tăng tuổi thọ và độ chính xác của

máy tiện.

Hình 1.5: Sơ đồ cấu trúc máy tiện T616

Ngoài ra:

- Máy có trang bị ba động cơ không đồng bộ 3 pha rô to lồng sóc

- Động cơ truyền động chính ĐC công suất 4,5KW,tốc độ 1450v/p

- Động cơ bơm dầu ĐD,công suất 0,1KW,tốc độ 2700v/p

- Động cơ bơm nước làm mát ĐN,công suất 0,125KW,tốc độ

2800v/p

- Mạch chiếu sáng sử dụng điện áp 220 V

1.2.3 Đặc điểm của máy tiện T616 so với các máy tiện khác

Máy tiện T616 có một số đặc điểm nổi bật so với các loại máy tiện công nghiệp khác, bao gồm:

 Khả năng gia công phức tạp: Máy tiện T616 có khả năng gia côngcác chi tiết phức tạp với độ chính xác cao Điều này là do máy tiện T616 được trang bị các công nghệ tiên tiến như hệ thống điều khiển CNC và khả năng tùy chỉnh các chế độ gia công

Khả năng tùy chỉnh: Máy tiện T616 cho phép người dùng tùy chỉnh các chế độ gia công để phù hợp với các yêu cầu sản xuất khác nhau Các chế độ này bao gồm tốc độ vòng quay, lực cắt, chiều sâu cắt,

 Khả năng đồng bộ hóa các trục: Máy tiện T616 có khả năng đồng

bộ hóa các trục, giúp đảm bảo độ chính xác cao trong quá trình gia công các chi tiết phức tạp

 Khả năng giảm thiểu thời gian gia công: Máy tiện T616 được trang bị các công nghệ tiên tiến như hệ thống định vị nhanh và khả năng đọc mã G-code, giúp giảm thiểu thời gian gia công và tăng năng suất

Tuy nhiên, máy tiện T616 cũng có nhược điểm là giá thành cao hơn

so với một số loại máy tiện khác và yêu cầu kỹ thuật viên có trình độ cao để vận hành và bảo trì

Ngoài ra, vì máy tiện T616 là một loại máy tiện CNC cao cấp, nên việc đào tạo và sử dụng yêu cầu một khoản đầu tư đáng kể để đảm bảo sự hiệu quả cao nhất

1.3 Yêu cầu khi trang bị điện cho máy tiện T616

Khi thiết kế điều khiển cho máy tiện T616, cần đáp ứng các yêu cầu sau:

 Đảm bảo an toàn: Hệ thống điều khiển cần đảm bảo an toàn cho người vận hành và máy móc Hệ thống phải có các cơ chế bảo vệ

an toàn như cảm biến an toàn, bộ điều khiển bảo vệ quá tải, khóa

 Dễ sử dụng: Hệ thống điều khiển cần dễ sử dụng và dễ vận hành,đặc biệt là đối với các công nhân không có kinh nghiệm về máy móc.

 Hiệu suất cao: Hệ thống điều khiển cần đảm bảo hiệu suất cao, đáp ứng nhanh chóng các yêu cầu sản xuất và giảm thiểu thời gian chết của máy

Chương II Lựa chọn trang thiết bị sử dụng trong đề tài

2.1 Yêu cầu bài toán đặt ra

Trang bị điện, điện tử máy tiện T616 có điều chỉnh tốc độ động cơ trục chính Tính chọn các thiết bị trang bị điện sử dụng trong mạch Vẽ mạch điện,phân tích các trường hợp sự cố và cách đo kiểm tra, xử lý sự cố

Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc mạch động lực máy tiện T616

Giả thiết với các thông số của máy tiện T616 được cho như sau:

- Máy có trang bị ba động cơ không đồng bộ 3 pha rô to lồng sóc

- Động cơ truyền động chính ĐC công suất 4,5KW,tốc độ 1450v/p

- Động cơ bơm dầu ĐD,công suất 0,1KW, tốc độ 2700v/p

- Động cơ bơm nước làm mát ĐN,công suất 0,125KW,tốc độ 2800v/p

- Mạch chiếu sáng sử dụng điện áp 36 V

2.2 Trang bị điện, điện tử cho máy tiện T616

2.2.1 Lựa chọn nguồn điện sử dụng

Nguồn điện đóng vai trò rất quan trọng trong công nghiệp Nguồnđiện là một yếu tố cơ bản quan trọng trong công nghiệp, đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo vận hành hiệu quả và độ tin cậy của các thiết bị sản xuất, tối ưu hóa sử dụng năng lượng và đạt được mục tiêu kinh doanh của doanh nghiệp

Hình 2.2: Sơ đồ phân bố điện từ nhà máy đến tải

Có nhiều lý do để lựa chọn nguồn điện 3 pha trong thiết bị vận tảiliên tục, bao gồm:

+ Hiệu suất cao hơn: Các động cơ và thiết bị vận tải liên tục đượcthiết kế để hoạt động trên nguồn điện 3 pha Trong khi nguồn điện đơnpha có thể được sử dụng để vận hành thiết bị vận tải liên tục nhỏ và trung bình, nhưng hiệu suất của chúng sẽ giảm đáng kể khi sử dụng trong các thiết bị vận tải liên tục lớn

+ Khả năng vận hành liên tục tốt hơn: Nguồn điện 3 pha cung cấp một luồng điện xoay chiều liên tục, do đó giúp giảm độ rung và giảm thiểu va chạm trong thiết bị vận tải liên tục Điều này làm tăng

độ bền và tuổi thọ của thiết bị

+ Đáp ứng tốt hơn với tải biến đổi: Thiết bị vận tải liên tục thường

có tải biến đổi, và nguồn điện 3 pha cung cấp khả năng đáp ứng tốt hơn với tải này Nguồn điện 3 pha cho phép phân bố tải đồng đều trên

các pha, đồng thời có thể điều chỉnh tần số để đáp ứng với các yêu cầutải biến đổi.

+ Tiết kiệm chi phí: Nguồn điện 3 pha cung cấp năng lượng hiệu quả hơn so với nguồn điện đơn pha, giúp giảm thiểu chi phí vận hành

và tiết kiệm năng lượng

Tóm lại, việc sử dụng nguồn điện 3 pha trong thiết bị vận tải liên tục giúp tăng hiệu suất, độ bền và tuổi thọ của thiết bị, đáp ứng tốt hơn với tải biến đổi và tiết kiệm chi phí

2.2.2 Lựa chọn khởi động từ

Khởi động từ là một thiết bị điều khiển bằng điện được sử dụng

để chuyển mạch điện, tương tự như rơle trừ việc nó có dòng điện định mức cao hơn Khởi động từ bao gồm hai thiết bị là contactor và relay nhiệt Contactor là bộ phận trung gian để đóng cắt nguồn cung cấp điện cho tải (động cơ điện, bơm nước hay cấp nguồn…) bẳng tay (qua

hệ thống nút bấm) hoặc tự động, Rơ le nhiệt (thermal relay) là một loại

rơ le dùng để bảo vệ động cơ khỏi quá tải hoặc ngắn mạch

Hình 2.3: Hình dạng một bộ khởi động từ

Thiết bị khởi động từ có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, từ các ứng dụng nhỏ như các máy móc công nghiệp đến các hệ thống lớn như các trạm biến áp và nhà máy sản xuất Chúng cũng có thể được tùy chỉnh để phù hợp với nhu cầu cụ thể của người sửdụng và có nhiều loại và kích thước khác nhau để phù hợp với các loại động cơ khác nhau

2.2.2.1 Lựa chọn cho động cơ truyền động chính

Với động cơ truyền động chính ĐC công suất 4,5KW,tốc độ 1450v/p

 Xác định dòng điện lớn nhất mà động cơ sinh ra khi hoạt động:Với động cơ 3 pha 380V ta có:

Dòng điện định mức của động cơ là:

I ĐCđm= P ĐCđm

√

4500

√

I ĐCđm : Dòng điện động cơ sử dụng (dòng điện định mức )

P ĐCđm : Công suất động cơ, tính bằng oát (W)

U ĐC : Điện áp sử dụng được đo giữa 2 pha Thông số này được ghi trên nhãn gắn ở vỏ động cơ và cũng chính là nguồn điện bạn cấp cho động

cơ

Cosφ : Hệ số công suất

Dòng điện khởi động của động cơ là:

I ĐCkđ=I ĐCđm ×hệ số khởi động=8.55× 1.5≈ 12.83( A) (1)

 Xác định điện áp hoạt động của contactor

Việc sử dụng khởi động từ 220V hay 380V phụ thuộc vào các yêu cầu kỹ thuật của hệ thống điện và tải điện cần điều khiển

Nếu tải điện có năng suất và công suất nhỏ, thường chỉ cần sử dụng khởi động từ 220V Tuy nhiên, đối với tải điện có công suất lớn hơn, cần sử dụng khởi động từ 380V để đảm bảo đủ điện áp để khởi động tải

Em sẽ sử dụng nguồn 220V để cấp nguồn cho khởi động từ hoạt động

từ vì thiết bị máy tiện T616 có công xuất không quá cao cũng như tối

ưu chi phí thiết kế (2)

 Xác định dòng điện định mức của relay nhiệt

Sau khi thực hiện chọn được contactor ta tiến hành thực hiện chọn relay nhiệt sao cho dòng điện định của relay nhiệt nhỏ hơn hoặc bằng dòng điện định mức của contactor nhưng vẫn phải đảm bảo lớn hơn dòng khởi động của động cơ

I contactor ≥ I relayNhiet ≥ I khởiĐộng ĐD (3)

Từ (1), (2) và (3) ta có bảng chọn thiết bị khởi động từ của hãng LS xuất xứ Hàn Quốc như sau:

Bảng 2.1: Lựa chọn khởi động từ cho động cơ trục chính

Loại thiết bị Mã sản

phẩm

Điện ápcuộn hút(V)

Dòng địnhmức(A)

Điện ápđóng cắtđịnh mức

2.2.2.2 Lựa chọn cho động cơ bơm dầu

Với động cơ bơm dầu ĐD, công suất 0,1KW tốc độ 2700v/p

 Xác định dòng điện lớn nhất mà động cơ sinh ra khi hoạt động:Với động cơ 3 pha 380V ta có:

Dòng điện định mức của động cơ là:

I ĐCđm= P ĐDđm

√

100

√

I ĐDđm : Dòng điện động cơ sử dụng (dòng điện định mức )

P ĐDđm : Công suất động cơ, tính bằng oát (W)

U ĐD : Điện áp sử dụng được đo giữa 2 pha Thông số này được ghi trên nhãn gắn ở vỏ động cơ và cũng chính là nguồn điện bạn cấp cho động

cơ

Cosφ : Hệ số công suất

Dòng điện khởi động của động cơ là:

I ĐDkđ=I ĐDđm ×hệ số khởi động=0.19× 1.5≈ 0.29(A ) (4)

 Xác định điện áp hoạt động của contactor

Việc sử dụng khởi động từ 220V hay 380V phụ thuộc vào các yêu cầu kỹ thuật của hệ thống điện và tải điện cần điều khiển

Nếu tải điện có năng suất và công suất nhỏ, thường chỉ cần sử dụng khởi động từ 220V Tuy nhiên, đối với tải điện có công suất lớn hơn, cần sử dụng khởi động từ 380V để đảm bảo đủ điện áp để khởi động tải

Em sẽ sử dụng nguồn 220V để cấp nguồn cho khởi động từ hoạt động

từ vì thiết bị máy tiện T616 có công xuất không quá cao cũng như tối

ưu chi phí thiết kế (5)

 Xác định dòng điện định mức của relay nhiệt

Sau khi thực hiện chọn được contactor ta tiến hành thực hiện chọn relay nhiệt sao cho dòng điện định của relay nhiệt nhỏ hơn hoặc bằng dòng điện định mức của contactor nhưng vẫn phải đảm bảo lớn hơn dòng khởi động của động cơ

I contactor ≥ I relayNhiet ≥ I khởiĐộng ĐC (6)

Từ (1), (2) và (3) ta có bảng chọn thiết bị khởi động từ của hãng LS xuất xứ Hàn Quốc như sau:

Bảng 2.2: Lựa chọn khởi động từ cho động cơ bơm dầu

Loại thiết bị Mã sản

phẩm

Điện ápcuộn hút(V)

Dòng địnhmức(A)

Điện ápđóng cắtđịnh mức

2.2.2.3 Lựa chọn cho động cơ bơm nước

Với động cơ bơm nước làm mát ĐN, công suất 0,125KW,tốc độ 2800v/p

 Xác định dòng điện lớn nhất mà động cơ sinh ra khi hoạt động:Với động cơ 3 pha 380V ta có:

Dòng điện định mức của động cơ là:

I ĐCđm= P ĐNđm

√

125

√

I ĐDđm : Dòng điện động cơ sử dụng (dòng điện định mức )

P ĐDđm : Công suất động cơ, tính bằng oát (W)

U ĐD : Điện áp sử dụng được đo giữa 2 pha Thông số này được ghi trên nhãn gắn ở vỏ động cơ và cũng chính là nguồn điện bạn cấp cho động

cơ

Cosφ : Hệ số công suất

Dòng điện khởi động của động cơ là:

I ĐDkđ=I ĐDđm ×hệ số khởi động=0.24 ×1.5=0.36( A) (7)

 Xác định điện áp hoạt động của contactor

Việc sử dụng khởi động từ 220V hay 380V phụ thuộc vào các yêu cầu kỹ thuật của hệ thống điện và tải điện cần điều khiển

Nếu tải điện có năng suất và công suất nhỏ, thường chỉ cần sử dụng khởi động từ 220V Tuy nhiên, đối với tải điện có công suất lớn hơn, cần sử dụng khởi động từ 380V để đảm bảo đủ điện áp để khởi động tải.

Em sẽ sử dụng nguồn 220V để cấp nguồn cho khởi động từ hoạt động

từ vì thiết bị máy tiện T616 có công xuất không quá cao cũng như tối

ưu chi phí thiết kế (8)

 Xác định dòng điện định mức của relay nhiệt

Sau khi thực hiện chọn được contactor ta tiến hành thực hiện chọn relay nhiệt sao cho dòng điện định của relay nhiệt nhỏ hơn hoặc bằng dòng điện định mức của contactor nhưng vẫn phải đảm bảo lớn hơn dòng khởi động của động cơ

I contactor ≥ I relayNhiet ≥ I khởiĐộng ĐC (9)

Từ (1), (2) và (3) ta có bảng chọn thiết bị khởi động từ của hãng LS xuất xứ Hàn Quốc như sau:

Bảng 2.3: Lựa chọn khởi động từ cho động cơ bơm nước

Loại thiết bị Mã sản

phẩm

Điện ápcuộn hút(V)

Dòng địnhmức(A)

Điện ápđóng cắtđịnh mức

2.2.3 Lựa chọn aptomat sử dụng

2.2.3.1 Lựa chọn aptomat cho mạch động lực – MCB

Trong thiết bị máy tiện T616 thì dòng điện lớn nhất là khi ba động

cơ khởi động cùng lúc, còn các thiết bị khác sử dụng dòng không đáng kể

Hình 2.4: Aptomat MCB-3P

Từ (10) và (11) ta thực hiện chọn aptomat 3 pha của hãng

Panasonic xuất xứ Trung Quốc có các thông số như sau:

Bảng 2.4: Lựa chọn aptomat cho mạch động lực

Mã sản

phẩm

Sốcực

Dòng điện định

mức(A)

Dòng cắt ngắnmạch(A)

Điện áp địnhmức(VAC)BBD3203C

2.2.3.1 Lựa chọn aptomat cho mạch điều khiển – RCBO

Do mạch điều ta sử dụng nguồn 220V AC, điện áp này rất nguy hiểm nếu rò ra thiết bị của chúng ta vì thiết bị của chúng ta hầu hết đều là kim loại Để đảm bảo an toàn cho người vận hành ta sẽ tính chọn aptomat chống rò, chống giật kết hợp quá tải hay ngắn mạch – RCBO thay vì chỉ lựa chọn aptomat có chức năng chống quá tải và ngắn mạch – MCB như bình thường

Hình 2.5: Aptomat RCBO - 2P