CHƯƠNG 1: XÂY DỰNG DỰ ÁN LẮP ĐẶT MÁY BÀO 7M108 TRONG PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ1.1.Khái quát thông số kỹ thuật phân xưởng cơ khí và máy bào 7M1081.1.1.Thông số kĩ thuật phân xưởng cơ khíGiả sử, ta có một phân xưởng cơ khí của nhà máy chế tạo thiết bị động lực có thông số cơ bản như sau:˗Chiều dài phân xưởng: 48m˗Chiều rộng phân xưởng: 21.6m=> Tổng diện tích mặt bằng: 1036.8m2 Hình 1.1. Mặt đứng trục A – D phân xưởng Hình 1.2. Mặt đứng trục 1 – 9 phân xưởng Hình 1.3. Sơ đồ mặt bằng phân xưởng˗Chiều cao đến chân mái: 10m˗Độ dốc mái: 15%Phân xưởng có kết cấu bằng khung thép, bao gồm:Nhịp khung chiều rộng: 21mChiều cao: 10mBước khung: 6mTổng số bước: 9 bước˗Vật liệu lợp mái và mặt thưng: Tôn mạ màu dày 0.4mm, cách nhiệt˗Hệ thống cửa nhà xưởng:Hệ cửa đi chính: Cửa cuốn. Kích thước: Rộng 6.8m x cao 5.4m Hệ cửa đi phụ: Cửa cuốn. Kích thước: Rộng 5.6m x cao 5.4mCửa sổ mặt thưng: Cửa chớp tôn thoáng. Kích thước: Dài: 3m x rộng: 1mCửa sổ mặt hồi: Cửa chớp tôn thoáng. Kích thước: Dài: 3m x rộng: 1m˗Tường gạch xây: Dày 0.1m, cao: 1.5m˗Nền xưởng: Bê tông, dày: 16cm˗Hệ thống máng thoát nước: Có1.1.2.Thông số kỹ thuật máy bào giường 7M108Máy bào giường 7M108 là một cỡ nặng. Có hình dạng như sau:
Trang 1MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC BẢNG
2.1 Bảng đấu dây khối A tủ điện điều khiển
2.2 Bảng đấu dây khối B tủ điện điều khiển
2.3 Bảng đấu dây khối C tủ điện điều khiển
1.4 Kết cấu kỹ thuật máy bào giường 7M108
1.5 Sơ đồ bố trí lắp đặt thiết bị trong phân xưởng
1.6 Sơ đồ lắp đặt bệ máy bào giường 7M108
1.8 Sơ đồ hệ thống máng cáp trong phân xưởng cơ khí
2.1 Thiết kế tủ điện động lực
2.2 Thiết kế tủ điện cho điện trở hãm
2.3 Thiết kế tủ điện điều khiển
2.4 Thiết kế hộp điều khiển từ xa
Trang 22.6 Sơ đồ nguyên lý khối A
2.9 Sơ đồ đi dây khối A tủ điều khiển
2.10 Sơ đồ đi dây khối B tủ điều khiển
2.11 Sơ đồ đi dây khối C tủ điều khiển
2.12 Sơ đồ nguyên lý tủ động lực
2.14 Sơ đồ lắp đặt tổng thể trong phân xưởng cơ khí
Trang 3LỜI MỞ ĐẦU
1 Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay, thế giới đang bước vào kỉ nguyên cách mạng công nghiệp 4.0
và đất nước ta không nằm ngoài vòng quay đó Ngành Tự động hóa là một phầnkhông thể thiếu, đóng vai trò quan trọng và là chìa khóa thành công trong thờiđại mới Do đó, yêu cầu đào tạo kỹ sư ngành Tự động hóa, đặc biệt là ngànhĐiện tự động công nghiệp phải tiếp cận sớm với thực tế, đầy đủ kiến thức lýthuyết và thực hành
Trong các nhà máy, xí nghiệp một thành phần vô cùng quan trọng để điềukhiển, vận hành máy móc đó là tủ điện Việc thiết kế, lắp đặt tủ đạt tiêu chuẩnchất lượng, an toàn sẽ góp phần vào sự an toàn và ổn của hệ thống điện và dây
chuyền máy móc Vậy nên, đề tài “Thiết kế tủ điều khiển, lắp đặt máy bào
7M108, tính toán vật tư kỹ thuật” có tính cấp thiết để giúp cho sinh viên sớm
tiếp cận được việc xây dựng, triển khai một dự án thực tế sau này, cũng nhưgiúp sinh viên vận dụng được các kiến thức đã học, không mơ hồ, rời xa thựctiễn
2 Mục đích nghiên cứu của đề tài
Mục đích của đề tài là thiết kế tủ điều khiển, lắp đặt máy bào 7M108, tínhtoán vật tư kỹ thuật
3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là máy bào 7M108 trong phân xưởng cơ khí
Phạm vi nghiên cứu là tủ điều khiển máy bào 7M108
4 Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu là nghiên cứu khái quát về toàn bộ máy bào7M108, từ đó đi sâu phân tích sơ đồ điều khiển để dưa ra các phương án triểnkhai dự án
5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Trang 4Ý nghĩa thực tiễn: Trang bị các kiến thức thực tế cho sinh viên trong việcthiết kế, lắp đặt đấu nối tủ điện trong công nghiệp Giúp sinh viên tiếp cận nhanhcông việc sau khi ra trường.
Trang 5CHƯƠNG 1: XÂY DỰNG DỰ ÁN LẮP ĐẶT MÁY BÀO 7M108
TRONG PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ
1.1 Khái quát thông số kỹ thuật phân xưởng cơ khí và máy bào 7M108 1.1.1 Thông số kĩ thuật phân xưởng cơ khí
Giả sử, ta có một phân xưởng cơ khí của nhà máy chế tạo thiết bị độnglực có thông số cơ bản như sau:
˗ Chiều dài phân xưởng: 48m
˗ Chiều rộng phân xưởng: 21.6m
=> Tổng diện tích mặt bằng: 1036.8m2
Hình 1.1 Mặt đứng trục A – D phân xưởng
Trang 6Hình 1.3 Sơ đồ mặt bằng phân xưởng
˗ Chiều cao đến chân mái: 10m
Hệ cửa đi chính: Cửa cuốn Kích thước: Rộng 6.8m x cao 5.4m
Hệ cửa đi phụ: Cửa cuốn Kích thước: Rộng 5.6m x cao 5.4m
Cửa sổ mặt thưng: Cửa chớp tôn thoáng Kích thước: Dài: 3m x rộng: 1m
Cửa sổ mặt hồi: Cửa chớp tôn thoáng Kích thước: Dài: 3m x rộng: 1m
˗ Tường gạch xây: Dày 0.1m, cao: 1.5m
˗ Nền xưởng: Bê tông, dày: 16cm
˗ Hệ thống máng thoát nước: Có
1.1.2 Thông số kỹ thuật máy bào giường 7M108
Máy bào giường 7M108 là một cỡ nặng Có hình dạng như sau:
Trang 7Hình 1.4 Kết cấu kỹ thuật máy bào giường 7M108
Thông số cơ bản của máy bào giường 7M108:
˗ Xuất xứ: Liên Xô
˗ Kiểu máy: Máy bào hai trụ
˗ Kích thước: Dài: 11.88m x rộng 4.44m x cao 3.6m
˗ Chiều dài bàn: Lb = 6m
˗ Động cơ truyền động chính: Kiểu П–82 Công suất: 42kW Tốc độ: 1500vòng/phút
˗ Phạm vi điều chỉnh tốc độ: D = 20/1
1.2 Vị trí lắp đặt của thiết bị chính và thiết bị điều khiển
Các khu vực lắp đặt thiết bị chính và thiết bị điều khiển được thể hiện trênhình 1.5
˗ Khu vực lắp đặt tủ điện được đặt cạnh máng cáp, các tủ điện là tủ đứngđặt trên nền nhà xưởng
Trang 8trong quá trình sản xuất Bệ máy được đặt trên nền bệ máy bằng bê tông
có độ dày 0.16m so với nền nhà xưởng
Hình 1.5 Sơ đồ bố trí lắp đặt thiết bị trong phân xưởng
Trang 9Hình 1.6 Sơ đồ lắp đặt bệ máy bào giường 7M108
1.3 Xây dựng máng cáp
1.3.1 Thông số kỹ thuật hệ thống máng cáp
Máng cáp dùng để đặt ống thép đi dây điện, và được đặt ngầm dưới nềnphân xưởng,đảm bảo an toàn khi sản xuất, tránh va chạm gây ảnh hưởng tới cápđiện Một máng cáp cơ bản gồm hai thành phần là: Lòng máng và nắp đậy
Thông số kỹ thuật cơ bản như sau:
Vật liệu: Bê tông cốt thép
Ống thép được sơn phủ cách điện để đặt cáp điện bên trong, tránh phátsinh tia lửa điện khi xảy ra sự cố điện, chống ăn mòn cáp điện do dầu mỡ máymóc sinh ra
Trang 10Hình 1.6 Kết cấu kỹ thuật máng cáp
1.3.2 Hệ thống máng cáp trong phân xưởng cơ khí
Hình 1.7 Sơ đồ hệ thống máng cáp trong phân xưởng cơ khí
Một hệ thống máng cáp cho phân xưởng sẽ được thiết kế ngay từ ban đầukhi xây dựng phân xưởng, sao cho có thể cung cấp điện cho các khu sản xuất,máy móc một cách hợp lý
Trang 11Hệ thống máng cáp cho máy bào 7M108 được rẽ nhánh từ hệ thống mángcáp chính của phân xưởng và được chạy dọc bên cạnh máy bào 7M108 Yêu cầukhi thiết kế hệ thống máng cáp là phải phù hợp, thuận tiện để đi dây cấp điện,điều khiển từ các tủ điện đến máy bào, tiết kiệm dây dẫn.
Trang 12CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ TỦ ĐIỆN, MẠCH ĐIỆN TỦ ĐIỆN, SƠ
ĐỒ LẮP RÁP TỔNG THỂ
2.1 Thiết kế tủ điện máy bào 7M108
2.1.1 Tổng quan thiết kế tủ điện
Tủ điện công nghiệp ứng dụng trong ngành sản xuất công nghiệp đòi hỏi
tủ điện làm việc bề bỉ, ổn định, liên lục, chính xác trong thời gian dài ngoài hiệntrường (như ngoài trời, trong các xưởng sản xuất, nhà máy, khu công nghiệp,thương mại, tòa nhà cao tầng…), Tủ điện công nghiệp chịu được môi trườngbụi, rung, hóa chất ăn mòn, nước, nhiễu cao, công suất lớn… từ mạng điện lưới
hạ thế đến cao thế Tuy nhiên sự phân biệt này cũng mang tính chất tương đối,nhấn mạnh 1 điểm là tủ điện công nghiệp phải được thiết kế và lắp ráp theo cáctiêu chuẩn công nghiệp mà quốc tế đưa ra, cụ thể như sau:
˗ Điện áp vào/ ra: 1 pha 220VAC và 3 pha 380VAC, dòng điện định mức:
10 ÷ 6300A, dòng cắt: 5 ÷ 100kA, tần số: 50/60Hz
˗ Tiêu chuẩn lắp tủ: IEC 60439 – 1: Áp dụng cho lắp ráp tủ điện, IEC
60947 – 2: áp dụng cho thiết bị đóng cắt hạ thế, IEC 61641: Tiêu chuẩnngăn ngừa sự cố hồ quang, IEC 60529: Tiêu chuẩn về cấp bảo vệ
˗ Vỏ tủ điện công nghiệp: Tủ điện có thể có 1 hay 2 lớp cửa, bề mặt sơntĩnh điện hay nhuộm, vật liệu là thép cán nguội, thép cán nóng, tráng kẽm,Inox, dày 1 – 3mm, có thể lắp trên sàn hay treo tường Thanh đồng cáiđược chế tạo bằng vật liệu đồng đỏ có độ dẫn điện cao Có thể sử dụngvật liệu bằng nhôm Hệ thống giá đỡ được chế tạo tờ vật liệu cách điệntổng hợp có sợi thủy tinh để chống cháy
˗ Kích thước tủ (H x W x D): tùy vào yêu cầu đặt hàng
2.1.2 Thiết kế tủ điện động lực
Tủ động lực là nơi đặt các phần tử cấp nguồn điện cho máy bào giường7M108 như: Biến áp 3 pha, bộ biến đổi công suất,… Thông số kỹ thuật cơ bảncủa tủ như sau:
˗ Chiều dài: 1.2m
Trang 13˗ Chiều rộng: 0.45m
˗ Chiều cao: 1.16m
Hình 2.1 Thiết kế tủ điện động lực
2.1.3 Thiết kế tủ điện cho điện trở hãm
Điện trở hãm được tính toán có giá trị nhỏ nên kích thước điện trở hãmlớn Tủ điện được thiết kế phải đảm bảo yêu cầu đủ rộng để chứa điện trở hãm,thông thoáng về nhiệt do điện trở hãm gây ra Thông số kỹ thuật của tủ như sau:
˗ Chiều dài: 1.2m
˗ Chiều rộng: 0.3m
˗ Chiều cao: 0.7m
Trang 14Hình 2.2 Thiết kế tủ điện cho điện trở hãm
2.1.4 Thiết kế tủ điện điều khiển
Tủ điện điều khiển là nơi đặt các phần tử để điều khiển máy bào giường7M108 Thông số kỹ thuật của tủ như sau:
˗ Chiều dài: 0.585m
˗ Chiều rộng: 0.3m
˗ Chiều cao: 1.375m
Trang 15Hình 2.3 Thiết kế tủ điện điều khiển
2.1.5 Thiết kế hộp điều khiển từ xa
Hộp điều khiển được đặt tại vị trí máy bào giường 7M108 làm việc Hộpđiều khiển từ xa chứa các phần tử như: nút khởi động M1, nút dừng D1, D2,…được nối từ tủ điều khiển Thông số kĩ thuật của hộp như sau:
˗ Chiều dài: 0.2m
Trang 16Hình 2.4 Thiết kế hộp điều khiển từ xa
2.2 Thiết kế mạch điện tủ điện
2.2.1 Sơ đồ nguyên lý điều khiển máy bào giường 7M108
Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý điều khiển máy bào giường 7M108
2.2.2 Thiết kế mạch điện tủ điều khiển
Trang 17Ta phân chia mạch điện trong tủ điều khiển làm 3 khối khác nhau, dựa vào sơ đồ nguyên lý điều khiển Cụ thể như sau:
˗ Khối A:
Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý khối A
˗ Khối B:
Trang 18Hình 2.7 Sơ đồ nguyên lý khối B
˗ Khối C:
Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý khối C
Trang 19Ta có sơ đồ đi dây cho tủ điều khiển:
˗ Khối A:
Hình 2.9 Sơ đồ đi dây khối A tủ điều khiển
Chiều dài (mm)
Trang 2040 19 Cực 6 NO ON DELAY Rơ le RTh Cực 10 NO Rơ le RTT 0.75 1100.6
43 20 Cực 8 NO ON DELAY Rơ le RTh Cực 6 NO Rơ le RTT 0.75 1242.3
Trang 25Hình 2.13 Sơ đồ đi dây tủ động lực
Chiều dài (mm)
12 75 Cực NO W/6/T3 CTT K2 (Tủ điều khiển) Cực 1T AB2 6 2024.5
13 76 Cực 1 Rơ le nhiệt (Tủ điều khiển) Cực 1 (Đầu vào) BBĐ 16 1308.7
14 77 Cực 2 Rơ le nhiệt (Tủ điều khiển) Cực 2 (Đầu vào) BBĐ 16 1250.5
Trang 2618 80 CỰc 2 Động cơ Đ Cực 2 Điện trở Rh 25 99.5
21 81 Cực 1 Động cơ Đ Cực 31 NC CTT K3 (Tủ điều khiển) 25 767
23 82 Cực 32 NC CTT K3 (Tủ điều khiển) Cực 1 Điện trở Rh 25 1220
2.3 Thiết kế sơ đồ lắp ráp tổng thể trong phân xưởng cơ khí
Trong phân xưởng cơ khí, ta đặt các tủ điện tại khu vực đặt tủ điện, hộpđiều khiển từ xa đặt tại khu vực đặt bệ máy, cạnh nơi máy làm việc thuận tiệncho vận hành của của công nhân Các tủ điện được đặt trên nền sàn khu vực đặt
tủ điện và sát với hệ thống máng cáp trong phân xưởng, trên các tủ có móc treo
để thuận tiện cho việc di chuyển trong lắp đặt hoặc sau này có thể bắt treo lêntường
Để triển khai đi dây lắp đặt trong phân xưởng, ta dựa vào sơ đồ nguyên lý
và các điểm đấu nối trong tủ, dưới đây là sơ đồ lắp ráp tổng thể trong phânxưởng cơ khí và bảng đấu dây giữa các tủ điện và động cơ:
Trang 27Hình 2.14 Sơ đồ lắp đặt tổng thể trong phân xưởng cơ khí
Chiều dài (mm)
19 70 Cực 2R AB1 (Tủ động lực) Cực NO R/1/L1 CTT K1 (Tủ điều khiển) 25 1900
20 71 Cực 2S AB1 (Tủ động lực) Cực NO S/3/L2 CTT K1 (Tủ điều khiển) 25 1900
21 72 Cực 2T AB1 (Tủ động lực) Cực NO T/5/L3 CTT K1 (Tủ
Cực 1 đầu vào BBĐ (Tủ động
Trang 2828 73 Cực NO U/2/T1 CTT K2 (Tủ điềukhiển) Cực 1R AB2 (Tủ động lực) 16 1900
29 74 Cực NO V/4/T2 CTT K2 (Tủ điềukhiển) Cực 1S AB2 (Tủ động lực) 16 1900
35 81 Cực 1 Đ' (Tủ động lực) Cực 1 Động cơ Đ (Máy bào giường) 25 7160
36 80 Cực 2 Đ' (Tủ động lực) Cực 2 Động cơ Đ (Máy bào
37 82 Cực 1 Rh' (Tủ động lực) Cực 1 Điện trở hãm Rh (Tủ
38 80 Cực 2 Rh' (Tủ động lực) Cực 2 Điện trở hãm Rh (Tủ điện trở) 25 1900
39 32 Cực 1 SS1' (Tủ điều khiển) Cực 1 Xensin SS1 (Máy bào giường) 0.75 5760
40 33 Cực 2 SS1' (Tủ điều khiển) Cực 2 Xensin SS1 (Máy bào
41 35 Cực 1 SS2' (Tủ điều khiển) Cực 1 Xensin SS2 (Máy bào
42 36 Cực 2 SS2' (Tủ điều khiển) Cực 2 Xensin SS2 (Máy bào giường) 0.75 5760
Bảng 2.5 Bảng đấu dây tổng thể trong phân xưởng
Trang 29CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VẬT TƯ KỸ THUẬT ĐIỆN
3.1 Tính toán vật tư kỹ thuật điện
3.1.1 Tính chọn dây dẫn
Theo sơ đồ nguyên lý điều khiển, ta chia ra 3 loại dây dẫn khác nhau để đidây:
˗ Loại 1: Dây dẫn đi dây mạch điều khiển và các phần tử có công suất nhỏ
˗ Loại 2: Dây dẫn đi dây các phần tử có công suất vừa như: Biến áp BA1, BA2,…
˗ Loại 3: Dây dân đi dây các phần tử có công lớn như: Bộ biến đổi công suất, Động cơ,…
Tra bảng chọn dây trong tài liệu tham khảo 3 ta lựa chọn dây đơn 0.75mmphù hợp cho đi dây cho loại 1
Đối với loại 2 ta tính toán như sau:
Nhánh dây 73, 74, 75 cấp điện cho 2 máy biến áp 3 pha BA1 và BA2 đểcấp nguồn cho mạch kích từ Có điện áp đầu vào biến áp 3 pha là Ud = 440VAC,Công suất toàn phần máy biến áp 3 pha S = 5kVA, từ đây ta có dòng điện đầuvào cho máy biến áp là:
Trang 30Nhánh dây 76, 77, 78 cấp điện cho đầu vào bộ biến đổi công suất BBĐ,bộbiến đổi công suất BBĐ cấp điện cho động cơ 1 chiều Đ Ta có thông số cơ bảncủa động cơ: P = 42kW, U = 440V, hiệu suất động cơ n = 0.85 Ta tính dòngđiện đầu vào cho bộ biến đổi công suất:
Đối với công tắc tơ K1có:
Trang 31I đm= S
3× U p=
5000× 2 3×440
Trang 32KẾT LUẬN
Trong suốt thời gian học và làm đồ án, với sự chỉ bảo, hướng dẫn tận tìnhcủa thầy PGS.TS Hoàng Xuân Bình cùng với sự nỗ lực của bản thân em đã hoàn
thành được đồ án với đề tài “ Thiết kế tủ điều khiển, lắp đặt máy bào 7M108,
tính toán vật tư kĩ thuật” Trong đồ án, em đã thực hiện được những công việc
như sau:
˗ Xây dựng được một dự án lắp đặt máy trong phân xưởng
˗ Thiết kế được tủ điện, mạch điện cho tủ điện và đưa ra được sơ đồ lắp ráptổng thể
˗ Tính toán được vật tư kỹ thuật điện và giá thành vật tư kỹ thuật điện
Đồ án có tính khả thi cao trong thực tế Qua đồ án này, em rút ra đượcnhiều kinh nghiệm trong việc triển khai một dự án thiết kế, lắp đặt tủ điện trongcông nghiệp, đồng thời giúp em nâng cao kĩ năng xây dựng bản vẽ của một dự
án lớn.Từ đó, giúp em hành trang được những kiến thức cơ bản để bước đầuphấn đấu trở thành một kỹ sư chuyên nghiệp
Trang 33TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Nguyễn Mạnh Tiến, Vũ Quang Hồi, Trang bị điện – điện tử máy gia công kim loại, NXB Giáo dục Việt Nam, 2009.
2 Nguyễn Xuân Phú – Tô Đằng, Khí cụ điện, Lý thuyết, Kết cấu & Tính toán, Lựa chọn & sử dụng, NXB Khoa học và kỹ thuật, 2001.
3 Công ty Cổ phần Cáp điện Việt Nam CADIVI, Hướng dẫn lựa chọn dây và cáp điện hạ thế , 2017.
4 Công ty TNHH Điện Liên Minh Nguyên, Bảng giá hàng LS sản xuất tại Hàn Quốc, 2017.
Trang 34PHỤ LỤC