Thiết kế thay thế hệ thống truyền động quay chi tiết máy mài tròn 3A161

LỜI NÓI ĐẦU Đất nước ta đang trong giai đoạn thực hiện quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. Nhiều nhà máy nhiều khu công nghiệp, khu chế xuất ra đời. Để đáp ứng kịp thời nhu cầu phục vụ sản xuất ngày càng gia tăng trong các nhà máy, khu công nghiệp đòi hỏi việc tự động hoá trong quá trình hoạt động, sản xuất trong các nhà máy khu công nghệp càng phải được nâng cao để đưa đến hiệu quả, chất lượng công việc ngày càng tốt hơn. Đứng trước tình hình đó đòi hỏi cần phải có đội ngũ cán bộ kĩ thuật có trình độ chuyên môn cao. Đề tài “ Thiết kế thay thế hệ thống truyền động quay chi tiết máy mài tròn 3A161” Nhằm giúp cho máy gọn nhẹ hơn, chất lượng điều chỉnh và ổn định cao hơn. Để tạo được các chi tiết mài chính xác cao đồng thời nâng cao năng xuất chất lượng sản phẩm.

LỜI NÓI ĐẦU

Đất nước ta đang trong giai đoạn thực hiện quá trình công nghiệp hoáhiện đại hoá đất nước Nhiều nhà máy nhiều khu công nghiệp, khu chế xuất

ra đời Để đáp ứng kịp thời nhu cầu phục vụ sản xuất ngày càng gia tăngtrong các nhà máy, khu công nghiệp đòi hỏi việc tự động hoá trong quá trìnhhoạt động, sản xuất trong các nhà máy khu công nghệp càng phải được nângcao để đưa đến hiệu quả, chất lượng công việc ngày càng tốt hơn Đứngtrước tình hình đó đòi hỏi cần phải có đội ngũ cán bộ kĩ thuật có trình độchuyên môn cao

Quá trình tìm hiểu thực tế và với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáoPhan Cung đến nay bản đồ án của em đã được hoàn thiện

Đề tài “ Thiết kế thay thế hệ thống truyền động quay chi tiết máy màitròn 3A161” Nhằm giúp cho máy gọn nhẹ hơn, chất lượng điều chỉnh và ổnđịnh cao hơn Để tạo được các chi tiết mài chính xác cao đồng thời nâng caonăng xuất chất lượng sản phẩm

CHƯƠNG ITÌM HIỂU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TRÊN CÁC LOẠI

MÁY MÀI

* Khái niệm mài: mài là một quá trình cơ bản để nâng cao độ chính xác

và độ bóng của chi tiết gia công Máy mài được dùng để gia công tinhnhững chi tiết sau khi gia công chi tiết đó trên máy tiện phay bào

I Đặc điểm công nghệ

Máy mài có hai loại chính: Máy mài tròn và máy mài phẳng Ngoài racòn có các máy khác nhau: máy mài vô tâm, máy mài rãnh , máy mài cắt ,máy mài răng… Thường trên máy mài có ụ chi tiết hoặc bàn, trên đó kẹp chitiết và ụ đá mài, trên đó có trục chính với đá mài Cả hai ụ đều chặt trên bềmáy

1/ Máy mài tròn:

Máy mài tròn có hai loại : máy mài tròn ngoài và máy mài tròn trong.Trên máy mài tròn chuyển động chính là chuyển động là chuyển động quaycủa đá mài, chuyển động ăn dao là di chuyển tịnh tiến là di chuyển của ụ đádọc trục ( ăn dao dọc trục) hoặc di chuyển tịnh tiến theo hướng ngang trục (

ăn dao ngang) hoặc chuyển động quay của chi tiết ( ăn dao vòng).Chuyểnđộng phụ là di chuyển nhanh ụ đá hoặc chi tiết vv

Máy mài mòn ngoài Máy mài mòn trong

a) Máy mài tròn ngoài:

Máy mài tròn ngoài: Chia thành máy mài tròn thông thường , máy màitròn vạn năng và máy mài tròn chuyên dùng.Trên các máy mài tròn thôngthường, bàn bên có thể quay đi một góc 70, do đó có thể mài được mặt cônvới góc ở đỉnh nhỏ Trên các máy mài tròn vạng năng, ngoài bàn trên quayđược, ụ gá chi tiết và ụ mài cũng có thể quay được quang trục thẳng đứngcủa nó một góc rất lớn Do vậy trên các máy mài có thể mài được chi tiết có

độ côn lớn , mài được các mặt đầu Máy mài tròn chuyên dùng sử dụng chomột số chi tiết nhất định như máy mài trục khuỷu Trên máy mài có thể cómột hoặc nhiều trục chính Các máy mài tròn đặc trưng bởi đường kính chitiết và chiều dài lớn nhất cho phép của chi tiết mài Với máy mài tròn thôngdụng, đường kính lớn nhất cho phép của chi tiết dao động từ : 100 ữ1600mm, chiều dài lớn nhất cho phép từ 150 ữ 12500mm

b) Máy mài tròn trong: Chia thành máy mài tròn trong thông thường,

máy mài tròn trong vạn năng, máy mài tròn trong tự động chuyên dùng vàmáy mài trong bán tự động Trong hầu hết các máy mài tròn trong ( trừ cácmáy làmviệc theo phương pháp chạy dao hưóng kính) ụ mài mang trục đáhoặc ụ trước mang chi tiết sẽ thực hiện chuyển độnh tịnh tiến khứ hồi

Trên các máy mài tròn thông dụng, kho mài lỗ có đường kính từ6ữ800mm, ụ mài sẽ thực hiện chuyển dộng tịnh tiến khứ hồi, còn ụ trước gáchi tiết quay và đứng tại chỗ Vì ụ mài có khối lượng nhỏ hơn ụ trước nhiều,

do đó sơ đồ chuyển động theo phưong án này cho phép quá trình mài êmhơn , độ chính xác lỗ gia công cao hơn vì ít ảnh hưỏng của lực ma sát Ngoài

ra ụ trước cố định còn tạo điều kiện trang bị các cơ cấu khí nén và thuỷ lực

để tháo gá chi tiết dễ dàng, các cơ cấu kiểm tra kích thước lỗ khi mài, cơ cấucấp phôi tự động cho máy…

Máy mài tròn trong sử dụng để mài các lỗ thông và không thông cótiết diện trụ và côn, mài lỗ và mài mặt đầu trên một lần gá

2/ Máy mài phẳng

Máy mài phẳng có hai loại : Mài bằng biên đá và mặt đầu và mặt đầu.Chi tiết được kẹp chặt trên bàn máy tròn hoặc chữ nhật ở máy máy màibằng biên đá , đá mài quay tròn và chuyển động tịnh tiến ngang so với chitiết, bàn máy mang chi tiết chuyển động tịnh tiến qua lại Chuyển độngquay của đá là chuyển động chính, chuyển động ăn dao là di chuyển của đá (

ăn dao ngang ) hoặc chuyển động của chi tiết ( ăn dao dọc )

ở máy mài bằng mặt đầu đá bàn có thể là tròn hoặc chữ nhật, chuyểnđộng quay của đá mài là chuyển động chính, chuyển động ăn dao là dichuyển ngang của đá ( ăn dao ngang ) hoặc chuyển động tịnh tiến qua lạicủa bàn mang chi tiết ( ăn dao dọc )

Một tham số quan trọng của chế độ mài : v = 0,5d ựd 10-3

( m/s)Trong đó : d - là đường kính đá mài, mm ựd - tốc độ quay của đá mài rad/

ở máy mài trung bình và nhỏ v = 50 ữ 80 m/s nên đá mài có đườngkính lớn thì tốc độ quay đá 1000vg/ ph ở máy mài có đường kính nhỏ tốc

độ đá rất cao Động cơ truyền động là các động cơ đặc biệt, đá mài gắn trêntrục động cơ, động cơ có tốc độ ( 2400 ữ 4800 vg/ ph ) , hoặc có thể lên tới

( 150000 ữ 200000vg/ ph) Nguồn của động cơ là các bộ biến tần, có thể làcác máy phát tần số cao ( BBTquay), hoặc là các bộ biến tần tĩnh ( BBTbằng thyristor).

Mô men cản tĩnh trên trục động cơ thường là 15 ữ 20 % mô men địnhmức Mô men quán tính của đá và và cơ cấu truyền lực lại lớn: 500 ữ 600%

mô men quán tính của động cơ do đó cần hãm cưỡng bức động cơ quay đá.Không yêu cầu đảo chiều quay động cơ quay đá

2 / Truyền động ăn dao

a Máy mài tròn : ở máy mài cỡ nhỏ truyền động quay chi tiết dùngđộng cơ không đồng bộ nhiều cấp tốc độ ( điều chỉnh số đôi cực P) với : D=(2ữ 4) /1 ở máy cỡ lớn thì dùng hệ thống bộ biến đổi - động cơ điện mộtchiều (BBĐ- ĐM) , hệ số KĐT- ĐM có D=10/1với điều chỉnh điện áp phầnứng

Truyền động ăn dao dọc của bàn máy tròn cỡ lớn thực hiện theo hệBBĐ- ĐM với D= ( 20 ữ 25)/1

Truyền động ăn dao ngang sử dụng thuỷ lực

b Máy mài phẳng : Truyền động ăn dao của ụ đá thực hiện lặp lạinhiều chu kì, sử dụng thuỷ lực Truyền động ăn dao tịnh tiến qua lại của bàndùng hệ truyền động một chiều với D = (8 ữ 10) /1

3 / Truyền động phụ

Sử dụng động cơ không đồng bộ ro to lồng sóc

4 / Đặc tính cơ bản của máy mài:

Đặc tính của cơ cấu sản xuấ được khái quát bằng phương trình

qdm0

MdmMoM

Trong đó:

Mw: Mô men ứng với tốc độ w = 0

Mđm: Mô men ứng với tốc độ định mức wđm

Mc: Mô men ứng với tốc độ w

q: Số mũ phụ thuộc vào loại cơ cấu sản xuất với máy mài nói riêng vàmáy cắt gọt kim loại nói chung, q thường nhận hai giá trị q = 1 (ứng vớitruyền động chính Mc = 1/w và p = Const) và q = 0 (ứng với truyền động ăndao Mc = Mđ = Const)

Trong thực tế, đặc tính cơ cấu của sản xuất không giữ được cố địnhtheo một quy luật trong toàn bộ phạm vi điều chỉnh tốc độ mà thay đổi theođiều kiện công nghệ hoặc điều kiện tự nhiên

Đối với truyền động chính của máy mài mòn, nói chung công suấtkhông đổi (p = Const) khi tốc độ thay đổi còn mô men tỷ lệ ngược với tốc

độ Mc = 1/w Như vậy, ở tốc độ thấp mô men có thể lớn nên kích thước các

bộ phận cơ khí phải chọn lớn lên, điều đó không có lợi Mặt khác, thực tếsản xuất cho thấy rằng các tốc độ thấp chỉ dùng cho các chế độ làm việc nhẹ(Fz và pz phải nhỏ) vì vậy ở vùng tốc độ thấp, người ta giữ mô men khôngthay đổi còn công suất thay đổi theo quan hệ bậc nhất với tốc độ

Đối với truyền động ăn dao nói chung, mô men không thay đổi khi điềuchỉnh tốc độ Tuy nhiên, ở vùng tốc độ thấp, lượng ăn dao nhỏ, lực cắt Fz bịhạn chế bởi chiều sâu cắt tới hạn t Trong vùng này, khi tốc độ ăn dao giảm,lực ăn dao và mô men ăn dao cũng giảm theo Ở vùng tốc độ cao, tương ứngvới tốc độ Vz của truyền động chính cũng phải lớn, nếu giữ Fad lớn như cũthì công suất truyền động sẽ quá lớn, do đó cho phép giảm nhỏ lực ăn daovùng này, mô men truyền động ăn dao cũng giảm theo

ad

Hình I.3 Truyền động chính Hình I.4 Truyền động ăn daoMột hệ thống truyền động điện có điều chỉnh gọi là tốt nếu đặc tínhđiều chỉnh của nó giống đặc tính cơ của máy Khi đó, động cơ được sửdụng hợp lý nhất tức là có thể làm việc đồng tải ở mọi tốc độ Nhờ đó, hệthống truyền động đạt được các chỉ tiêu năng lượng cao Nói cách khác, cóthể lựa chọn động cơ có kích thước nhỏ nhất cho máy.

Đặc tính điều chỉnh của truyền động điện là quan hệ giữa công suấthoặc mô men của động cơ với tốc độ động cơ một chiều kích từ độc lập, khiđiều chỉnh điện áp

HìnhI.5: Quan hệ M(w) và p(w) của động cơ 1 chiều kích từ độc lập

Phần ứng và giữa từ thông máy không đổi ta sẽ có:

O

Wmin Vgh Vmax W

WP

Một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng một hệ thống truyềnđộng điện là độ ổn định tốc độ càng cao Nói chung, truyền động ăn dao yêucầu %  (5  10%) còn truyền động chính yêu cầu % (5  15%).

CHƯƠNG II TÌM HIỂU VỀ TRANG BỊ ĐIỆN MÁY MÀI TRÒN 3A161

Máy mài tròn 3A161 được dùng để gia công mặt trụ của các chi tiết

có chiều dài dưới 1000mm và đường kính dưới 280 mm; đường kính đá mài lớn nhất là 600mm

II.1 Tìm hiểu về sơ đồ điện máy mài 3A161.

Máy mài 3A161 có sơ đồ điện như sau

Hình vẽ

+ Động cơ ĐM: Được bảo vệ ngắn mạch nhờ cầu chì (CC1) vàđượcbảo vệ quá tải nhờ rơ le nhiệt (1RN)

+ Động cơ ĐT: Được bảo vệ ngắn mạch nhờ cầu chì (CC3) và bảo vệquá tải nhờ rơle nhiệt (2RN)

+ Động cơ ĐC: Là động cơ điện 1 chiều được cung cấp điện nhờ KĐT

và được bảo vệ ngắn mạch nhờ cầu chì (CC2) và bảo vệ quá tải nhờ rơ lenhiệt (3RN)

- Phần mạch điều khiển:

Sử dụng nguồn 220V nhờ biến áp (2BA) 2BA được bảo vệ ngắn mạchnhờ cầu chì (CC2) Toàn bộ mạch điều khiển được bảo vệ ngắn mạch bởi cầu chìCC4

II.2 Các truyền động cho máy mài 3A161:

1 Động cơ ĐM: là động cơ quay đá mài( động cơ truyền độngng c M: l ơ ĐM: là động cơ quay đá mài( động cơ truyền động Đ à động cơ quay đá mài( động cơ truyền động động cơ ĐM: là động cơ quay đá mài( động cơ truyền độngng c quay á m i( ơ ĐM: là động cơ quay đá mài( động cơ truyền động đ à động cơ quay đá mài( động cơ truyền động động cơ ĐM: là động cơ quay đá mài( động cơ truyền độngng c truy n ơ ĐM: là động cơ quay đá mài( động cơ truyền động ền động động cơ ĐM: là động cơ quay đá mài( động cơ truyền độngngchính)

Ký hiệu trên

sơ đồ

Công suất KW

Tốc độVòng/phút

Điện ápV

Bảng II.1 Bảng thông số kỹ thuật của động cơ ĐM

2 Động cơ ĐT: là động cơ truyền động phụ; Đây động cơ bơm dầu

cho hệ thống thuỷ lực để thực hiện ăn dao ngang của U đá, ăn dao dọc củabàn máy Di chuyển nhanh của ụ đá ăn vào chi tiết hoặc ra khỏi chi tiết

Ký hiệu trên

sơ đồ

Công suất KW

Tốc độVòng/phút

Điện ápV

Tốc độVòng/phút

Điện ápV

Bảng II.3 Bản thông số kỹ thuật động cơ ĐB

4 Động cơ ĐC: là động cơ một chiều được cấp điện bởi khuyếch đại

từ gồm có 6 cuộn xoay chiều; một bộ chỉnh lưu

Động cơ quay chi tiết, đóng mở các van thuỷ lực

Ký hiệu trên

sơ đồ

Công suất KW

Tốc độVòng/phút

Điện ápV

Bảng II.4: Bảng thông số kỹ thật động cơ ĐC

II.3 Giới thiệu hệ khuếch đại từ động cơ KĐT-Đ và đặc tính cơ.

* Khái niệm về khuếch đại từ: Khuếch đại từ (KĐT) là khí cụ điện màtín hiệu đầu ra được khuếch đại nhờ cuộn kháng bằng cách thay đổi dòng điện điềukhiển

II.3.1 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo:

Hình II.4 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo

Trên mạch từ không có khe hở, không khí được quấn quanh 2 cuộndây: Cuộn điều khiển (wđk) và cuộn làm việc (WT) Cuộn WT được đấu nốitiếp với phụ tải và đầu vào của nguồn điện xoay chiều, còn cuộn dây điềukhiển Wđc được đấu nối tiếp với biến trở R và điện kháng chăn XC để hạnchế ảnh hưởng của dòng xoay chiều và nối với nguồn điện cứ 1 chiều Khikhông có dòng điều khiển (Iđk = 0) điện kháng cuộn dây tải (WT) là:

Ltb

TS2WWMFeI

WT.WWLT

Ltb: Chiều dài trung bình của mạch từ

MFC: Độ từ thẩm thấu của vật liệu sắt từ

Khi Iđk = 0 mạch từ chưa bão hoà độ từ thẩm của sắt từ

MFC = B/H là khá lớn Vì vậy điện kháng Xth lớn gấp nhiều lần tải

XT >> ZA cho nên dòng trong mạch tải rất bé

Khi cứ dòng điện 1 chiều với trị số định mức Iđk = Iđkđm vùng làm việcchuyển tới vùng bão hoà của đường cong từ hoá cho nên MFC = B/H dẫnđến điện cảm cuộn dây bị giảm đột ngột, XT << Zt Vì vậy, dòng IT chỉ phụ

thuộc vào ZT hai trường hợp xét trên là 2 trường hợp tới hạn, chế độ khôngtải Iđk = 0, IT = Io mà trường hợp bão hoà đk = Iđkđm.

Khi tăng dần Iđk dòng tải tăng dần từ Io đến Iđm đặc tính điều khiển củaKĐT, phương trình cơ bản của KĐT

ITWT = Iđ Wđk

dk'IT

dk.dk

Hình II.6 Đặc tính điều khiển của KĐT

II.3.2 Nguyên lý làm việc:

Khuếch đại từ gôm 2 cuộn kháng có từ hoá đầu nối tiếp nhau phía cuộn

xoay chiều với cùng cực tính còn phía cuộn điều khiển đấu ngược cực tính

để loại từ điện áp xoay chiều cảm ứng sang cuộn điều khiển Kích thước của

hai lõi thép và thông số các cuộn dây cùng loại (cuộn tải Wt, cuộn điều

khiển Wđk), cuộn phản hồi Wph, cuộn dịch chuyển Wdc là hoàn toàn giống

nhau, chức năng của cuộn dịch chuyển chuyển dịch đặc tính (vào ra) san

phản hồi còn gọi là (phản hồi ngoài) thay đổi độ dốc của đặc tính vào ra

Khi tăng dòng phản hồi quá lớn, nhánh có phản hồi dương của đặc tính

ra trở nên dốc đứng

Hình II.8- Đặc tính vào ra

II.3.3 Khuếch đại từ - Động cơ KĐT - ĐM

Động cơ quay chi tiết được cung cấp từ KĐT KĐT nối theo sơ đồ cầu

ba pha kết hợp với điốt chỉnh lưu, có 6 cuộn làm việc (CD), 3 cuộn điều

khiển CK1, CK2, CK3, cuộn CK3 được nối với điện áp chỉnh lưu 3CL tạo ra

sức từ hoá chuyển dịch, CK1 vừa là cuộn chủ đạo, vừa là phản hồi âm điện

áp phần ứng điện áp chủ đoạ Ucd lấy trên biến trở 1BT, còn điện áp phản hồi

lấy trên phần ứng động cơ điện áp đặt vào cuộn dây CK1

UCK1 = Ucđ = Uth = Ucd - KUư

Cuộn CK2 là cuộn phản hồi dương dòng điện phần ứng động cơ nó

được nối vào điện áp thứ cấp của biến dòng BD qua bộ chỉnh lưu 2CL vì

dòng điện sơ cấp biến dòng tỷ lệ với dòng điện phần ứng động cơ (I1 =

0,15Iư) nên dòng điện trong cuộn CK2 cũng tỷ lệ với dòng điện phần ứng

Sức từ hoá phản hồi được điều chỉnh nhờ biến trở 2BT Tốc độ động cơđược điều chỉnh bằng cách thay đổi điện áp chủ đạo Ucđ (nhờ biến trở 1BT)

để làm cứng đặc tính cơ ở vùng tốc độ thấp, khi giảm Ucđ cần phải tăng hệ

số phản hồi dòng vì vậy người ta đặt sẵn khâu liên động cơ khí giữa hai contrượt của 2BT và 1BT

Để thành lập đặc tính của động cơ ta dựa vào phương trình điện áp tổngtrên cuộn CK1 và CCK1

UCK12 = Ucd-Uư+Kqđ2.UCK2 = Ucđ-Uư + Kqđ2.Ki.Iư

Trong đó:

UCK2 = Kqđ2.Ki.Iư là điện áp trên cuộn CK2 quy đổi về CK1

Sức điện động của khuếch đại từ:

EKĐT = KKĐT UCK1

Trong đó:

KKĐT: Hệ số khuếch đại điện áp của KĐT

Phương trình cân bằng điện áp trong mạch phần cứng:

EKĐT = K + Iư.Rư.

Từ các phương trình trên ta có phương thức đặc tính tĩnh động cơ

KDTK1

dK.u

I2qdK.i

KuD

RKDTKuR

KDTK1

cdU.KDTK.D

II.4 Nguyên lý làm việc của sơ đồ:

Sơ đồ cho phép điều khiển máy ở chế độ thử máy và chế độ làm việc tựđộng Ở chế độ thử máy các contăctor từ 1CT  3CT được đóng ở vị trí 1

Mở máy động cơ ĐT nhờ nút ấn MT sau đó có thể khởi động đồng thời

ĐM và ĐB bằng nút ấn MN Động cơ ĐC được khởi động bằng nút ấn MC

Ở chế độ làm việc tự động thì các contăctor từ 1CT  3CT được đóng sang vị trí2

Quá trình làm việc của máy gồm 3 giai đoạn;

* Đưa nhanh ụ đá vào chi tiết gia codong nhờ truyền động thuỷ lựcđóng các động cơ ĐC, ĐB

* Mài thô rồi tự động chuyển sang mài tinh nhờ tác động của các contactor

* Tự động đưa nhanh ụ đá ra khỏi chi tiết và cắt điện các động cơ ĐC-ĐB.Khi các contăctor 1CT, 2CT, 3CT ở vị trí 2 di chuyển nhanh ụ đá vàochi tiết Khi ụ đá đã đi đến vị trí cần thiết thì công tắc hành trình 1KT tácđộng đóng mạch cho cuộn dây contăctor KC, KB và các động cơ ĐC, ĐBđược khởi động Đồng thời, truyền động thuỷ lực của máy được khởi động

và quá trình gia công chi tiết bắt đầu Khi kết thúc giai đoạn mài thô, côngtác hành trình 2KC tác động đóng mạch cuộn dây rơ le 1RTr tiếp điểm của

nó đống tiện cho cuộn dây nam châm 1NC để chuyển đổi van thuỷ lực, làmgiảm tốc độ ăn dao của ụ đá và giai đoạn màitinh bắt đầu Khi kích thướcchi tiết đã đạt yêu cầu thì CTHT 3KT tác động đóng mạnh cuộn dây Rơle2TRr Tiếp điểm rơle đống điện cho cuộn dây nam châm 2NC Để chuyểnđổi van thuỷ lực đưa nhanh ụ đá về vị trí ban đầu Sau đó công tác 1KT phụchồi cắt điện contăctor KC, KB Động cơ được cắt điện và được hàm động

năng nhờ contăctor H Khi tốc độ động cơ đủ thấp, tiếp điểm rơle kiểm tratốc độ RKt mở ra, cắt điện cuộn dây contăctor H.

Đất nước ta đang trong giai đoạn thực hiện quá trình công nghiệp hoáhiện đại hoá đất nước Nhiều nhà máy nhiều khu công nghiệp, khu chế xuất

ra đời Để đáp ứng kịp thời nhu cầu phục vụ sản xuất ngày càng gia tăngtrong các nhà máy, khu công nghiệp đòi hỏi việc tự động hoá trong quá trìnhhoạt động, sản xuất trong các nhà máy khu công nghệp càng phải được nângcao để đưa đến hiệu quả, chất lượng công việc ngày càng tốt hơn Đứngtrước tình hình đó đòi hỏi cần phải có đội ngũ cán bộ kĩ thuật có trình độchuyên môn cao

Quá trình tìm hiểu thực tế và với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáoPhan Cung đến nay bản đồ án của em đã được hoàn thiện

Đề tài “ Thiết kế thay thế hệ thống truyền động quay chi tiết máy màitròn 3A161” Nhằm giúp cho máy gọn nhẹ hơn, chất lượng điều chỉnh và ổnđịnh cao hơn Để tạo được các chi tiết mài chính xác cao đồng thời nâng caonăng xuất chất lượng sản phẩm

Qua đây em xin chân thành cảm ơn thày giáo Phan Cung cùng toànthể các thầy cô trong bộ môn tự động hoá Xí Nghiệp Công nghiệp - khoaĐiện - Trường đại học bách khoa Hà Nội đã giúp đỡ em trong thời gian làm

đồ án tốt nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn !

Sinh viên

Lê xuân Thịnh

CHƯƠNG III THIẾT KẾ THAY THẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG QUAY CHI TIẾT

CHO MÁY MÀI 3A161

Máy mài 3A161 được chế tạo vào khoảng những năm 1960 do Liên Xôsản xuất Hệ thống này có những nhược điểm chính sau:

* Tổn thất nhiều vật tư, kỹ thuật

* Kồng kềnh, tốn diện tích lắp đặt

* Dài điều chỉnh và chất lượng điều chỉnh của lộ hạn chế

* Hệ số quán tính lớn

Ngày nay với sự ra đời của các bộ biến đổi khác ưu việt hơn hệ KĐT

-ĐC hầu như là không sử dụng và trong thiết kế nữa

Chương này là thiết kế thay thế hệ KĐT - ĐC bằng hệ thống chỉnh lưuThyristor - Động cơ (T - Đ)

III.1 Các phương án điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều:

Căn cứ vào phương trình đặc tính của động cơ ta có:

Iu.K

RRuK





Có ba phương án điều chỉnh tốc độ động cơ 1 chiều

* Phương án điều chỉnh điện áp U

* Phương pháp điều chỉnh từ thông 

* Phương pháp điều chỉnh điện trở phụ Rf

Trong đó có 2 phương pháp điều chỉnh hiện đại và đảm bảo chất lượngtốt là phương pháp điều chỉnh điện áp U và điều chỉnh từ thông 

Sơ đồ khối hệ truyền động điện một chiều có dạng như hình vẽ (hình 1-2).Trong đó:

BBĐư: Là bộ biến đổi phần ứng

Bộ biến đổi kích từ có khả năng điều chỉnh điện áp ra Ukt có thể điềuchỉnh cả điện áp và từ thông.

III.1.1 Phương pháp điều chỉnh điện áp:

Từ thông của động cơ được giữ ở giá trị từ thông định mức

Sơ đồ thay thế truyền động điện ở hình (Hình 3-3) trong đó có bộ biếnđổi phần ứng được thay thế bằng Eb, Rb

Giá trị của điện áp U được tính bằng công thức

U = EB - I.RB

Phương trình đặc tính cơ điện là:

I.K

RRK

EI.K

RuK

U

dm

B u dm

B dm

E

dm

B dm

dm dm

B 0

K

RR

K

UK

Phương trình đặc tính cơ tự nhiên có U bằng hằng số không phụ thuộcvào dòng điện I, trong đó công suất của động cơ nhỏ so với công suất.

Phương trình:

RRK

U

I.K

RK

U

2 dm

B u dm dm

dm

u dm

2 dm TN

RR

Khi điều chỉnh điện áp U (Eb) dẫn đến điều chỉnh điện áp nhỏ ơn điện

%

S

0 0

Giảm điện áp U dẫn đến tốc độ o giảm khi đó độ sụt tốc độ uyệt đối

 bằng hằng số làm cho độ trượt tốc độ 1% tăng dần đến ổn định kém.Trong công thức (3) có:

M    bằng hằng số và không phụ thuộc vào 

Khi điều chỉnh điện áp U, momen cho phép là hằng số Do đó phươngpháp điều chỉnh điện áp U được gọi là phương pháp điều chỉnh momen hằng

số Phương pháp điều chỉnh điện áp phù hợp với tải

III.1.2 Phương pháp điều chỉnh từ thông:

Điều chỉnh tốc độ động cơ nhỏ hơn giá trị định mức trong khi giữ điện

áp ở giá trị định mức

Phương trình đặc tính động cơ có dạng

I.K

RRK





Thay đổi từ thông  bằng điều chỉnh dòng kích từ IK Quan hệ từ thong

 theo dòng kích từ là đường cong từ hoá

Giả thiế động cơ làm việc ở vùng không bão hoà

 = Ik;  =  Ik

Thay  =  Ik vào (4) ta có:

I.IK

RRIK

U

k

b u k

dm





Thay đổi dòng kích từ dẫn đến thay đổi tốc độ 

Dòng kích từ giảm dần đến tốc độ không tải 0 tăng và độ sụt tốc độtuyệt đối  tăng Dòng điện giảm phần ứng Iư = const

Khi từ thông định mức thì dòng kích từ bằng dòng kích từ định mứcdẫn đến tốc độ  sấp sỉ bằng tốc độ định mức

Hình III-6

Giảm từ thông  nhỏ hơn từ thông định mức làm cho tốc độ  tăng lớnhơn tốc độ định mức đm Do đó phương pháp điều chỉnh từ thông làphương pháp điều chỉnh trên cơ bản.

Dải điều chỉnh tốc độ

dm

max min

dm dm

f

I.I.RRU

IKI

MM

Mf tỷ lệ ngược với : Pf = Mf  bằng hằng số không phụ thuộc vàotốc độ  Do đó phương pháp điều chỉnh từ thông là phương pháp điềukhiển công suất hằng

Phương pháp điều chỉnh từ thông phù hợp với tải

* Điều chỉnh điện áp: Điều chỉnh điện áp nhỏ hơn điện áp định mức, từthông bằng từ thông định mức và tốc độ nhỏ hơn tốc độ định mức.

* Điều chỉnh từ thông: Điều chỉnh điện áp bằng điện áp định mức, tốc

độ lớn hơn tốc độ định mức và từ thông nhỏ hơn từ thông định mức

Dải điều chỉnh tốc độ khi điều chỉnh có 2 vùng

u min

dm dm

max min

D





 là dải điều chỉnh điện áp

Momen cho phép  = min  dm Do đó quá trình điều chỉnh điện áp làđiều chỉnh Mf bằng hằng số

Momen cho phép  = đm  max Vậy quá trình điều chỉnh từ thông làquá trình điều chỉnh Mf = 1/

III.2 Các phương án, sơ đồ mạch chỉnh lưu

III.2.1 Sơ đồ cầu một pha đối xứng:

LU

2 i

I d

d I

d I

.sinU2

Ud

.sinR

U22

U

2 2  d  d vì dòng tải là dòng liên tục id = Id

Mà:



 cos

U22UI

.R

Trị hiệu dụng của dòng thứ cấp máy biến áp là:

d

2 d

LU

2

cosCos

X

U2

i

d

diXsin

U

2

c 2 c 1 c 2 c 1

c

c

c

2 c

c 2

ic1: Làm tăng dòng trong T4 và giảm dòng T3

ic2: Làm tăng dòng trong T2 và giảm dòng trong T1

2

U2I

i

coscos

X2

U2i

c

2 d

,

2

T

Khi kết thuác giai đoạn trùng dẫn, khi  = .iT1,3 = 0

Vậy ta có phương trình chuyển mạch như sau:

I.X2.U2

coscos

U2d

sinU2

1U

UU

U

U2

I.X2cos

cos

2 d

d c 2

d c 2 0

2 2

d d

2

d c

Khi  = 1 cho xung điều khiển mở T1 Trong khoảng  1 = 2

Thysitor T1 và D2 cho dòng chảy qua Khi U2 bắt đầu đổi dấu D2 mở ngay,

T1 tự nhiên bị khoá lại, dòng id = Id chuyển từ T1 sang D1 và D2 cũng chodòng chảy qua Ud = 0.

Khi  = 3 =  +  cho xung mở T2 dòng tải id = Id chảy qua D1 và T2,

D2 bị khoá lại Góc trùng dẫn của Thyristor và điot không bằng nhau Gócdẫn dòng của điot là  =  -  trị trung bình điện áp là

.sinU2

III.2.3 Sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha dùng Thyristor.

Sơ đồ gồm 6 Thyristor chia làm 2 nhóm:

* Nhóm catốt chung T1, T3, T5

* Nhóm anôt chung T2, T4, T6

b+a 2

Hình III-12b

Điện áp các pha thứ cấp máy biến áp

U2U

3

2sin

U2U

sinU2U

2 c

2

2 b

2 a

a) Hoạt động của sơ đồ như sau:

Giả thiết T5, T6 đang cho dòng điện chảy qua Ui = U2c; UG = U2b

Khi    

6

1 cho xung điều khiển mở T1 Thyristor này sẽ mở vì

U2a > 0 làm cho T5 bị khoá lại vì U2a > U2c Lúc này T6, T1 cho dòng chảyqua Điện áp trên tải là:

Điện áp trên mạch tải là: Ud = UF - UG

Trị trung bình của điện áp tải là:

6

2 2

2

6U

* Xét ở chế độ trùng dẫn Lc  0

Giả thiết T1, T2 đang dẫn dòng khi  = 1 cho xung điều khiển mở T3

do hiện tượng trùng dẫn nên dòng iT3 không thể đột ngột tăng từ 0 đến Id vàdòng iT1 cũng không thể giảm đột ngột từ Id  0 lúc này cả 3 Thyristor T1,

T2, T3 đều dẫn dòng Ta có iT1 = iT2 = Id

Khi  = 2, T3 dẫn dòng U2a, U2b ngắn mạch, dòng ic từ U2b đến U2a

iT1 = Id - ic

iT3 = ic