Наладка и эксплуатация электрооборудования металлорежущих станков - Радиоэлектроника - Скачать бесплатно
Дипломная работа
студента гр. 35
ПТУ № 22 г. Омска
Скобелева Дмитрия Николаевича
Тема: Наладка и эксплуатация электрооборудования металлорежущих станков
Руководитель темы:
___________________
Омск 2004
Содержание
1. Общая часть 3
1.1. Введение 3
1.2. Заземление электрооборудования станков 4
1.3. Применение регламентированного обслуживания станочного оборудования.
7
2. Наладка электрооборудования 7
3. Токарно-винторезный станок 1К625 11
4. Организация эксплуатации электрооборудования металлорежущих станков 17
5. Заключение 26
Перечень использованной литературы 31
Приложения 32
1. Общая часть
1.1. Введение
Металлорежущие станки предназначены для изготовления деталей путем
механической обработки заготовок режущим инструментом. Металлорежущие
станки подразделяются на следующие группы:
- токарные
- сверлильные и расточные
- шлифовальные
- зубо- и резьбообрабатывающие
- фрезерные
- строгальные
- разрезные
- разные
Металлорежущие станки токарной группы наиболее распространены в
народном хозяйстве.
В эту группу входят:
- универсальные токарные
- токарно-винторезные
- револьверные
- лобовые
- карусельные
- токарно-копировальные
- токарные автоматы
- токарные станки специального назначения.
При наладке и эксплуатации электрооборудования металлорежущих станков
необходимо знать конструкции и принцип действия всех элементов схем
электрооборудования. В связи с тем, что станочный парк постоянно
обновляется, наладчик должен повышать свой профессионально-технический
уровень.
Под наладкой электрооборудования понимают процесс восстановления
первоначальных или настройка необходимых характеристик электрических машин,
аппаратов и схем автоматического регулирования.
Существует три вида наладки электрооборудования:
1. Проводится перед контрольным испытанием и сдачей станка на
заводе – изготовителе.
2. Контрольная наладка – производится перед сдачей станка в
постоянную эксплуатацию
3. Вторичная наладка – после планового ремонта или после какого-
либо нарушения нормальной работы в процессе эксплуатации.
1.2. Заземление электрооборудования станков
Общие требования к выполнению заземления
Заземление на станках необходимо выполнять при номинальных напряжениях
выше 36 В переменного тока и ПО В постоянного тока. Заземлению подлежат:
а) корпуса электрических машин (электродвигателей, генераторов,
электромашинных усилителей и т. д.), трансформаторов, светильников и
т. п.;
б) приводы электрических аппаратов;
в) вторичные обмотки измерительных трансформаторов, а также
понижающих трансформаторов с вторичным напряжением 36 В и ниже;
г) каркасы и несущие конструкции управления, пультов управления,
кнопочных станций и т. д.;
д) станины станков, металлические части механизмов и вспомогательного
оборудования станков (гидростанций, баков охлаждения и т. д.), стальные
трубы электропроводки, металлорукавов, корпуса разветвительных коробок,
металлические кабельные конструкции и другие металлические конструкции,
связанные с установкой электрооборудования;
е) металлические корпуса передвижных, съемных, подвесных и переносных
электроприемников.
Заземлению не подлежат:
а) электрооборудование, установленное на заземленных металлических
конструкциях (при этом на опорных поверхностях должны быть предусмотрены
защищенные и незакрашенные места для обеспечения электрического контакта);
б) корпуса реле электроизмерительных приборов, кнопок и т. п.,
установленных на металлических панелях или на стенках станций и пультов
управления;
в) съемные или открывающиеся металлические части заземленных каркасов
электрошкафов, электрониш и т. д.;
г) электроприемники с двойной изоляцией. 212
Двойной изоляцией называется устройство в электроприемнике двух
независимых одна от другой и рассчитанных каждая на номинальное напряжение
ступеней изоляции, выполненных таким образом, что повреждение одной из них
не приводит к появлению потенциала на доступных прикосновению металлических
частях.
Допускается вместо заземления отдельных электродвигателей, аппаратов и
т. п., установленных на станках, заземлять станины станков при условии
обеспечения надежного контакта между корпусами электрооборудования и
станиной. Во всех случаях заземления электрическое сопротивление,
измеренное между винтом заземления и любой металлической частью, которая
при пробе изоляции может оказаться под напряжением 50 В и выше, не должно
превышать 0,1 Ом. Если сопротивление заземления между металлическими
корпусами электрических машин и аппаратов, установленных на заземленных
частях станка, и винтом заземления превышает 0,1 Ом, то к таким машинам и
аппаратам требуется проложить специальные заземляющие проводники.
Контактные соединения, образуемые между металлическими перемещающимися
частями станка и металлическими поверхностями заземленных станин,
допускается использовать в качестве заземляющих при условии, что общее
сопротивление заземляющей цепи не будет превышать 0,1 Ом.
Минимальные сечения в мм2 медных заземляющих проводников следующие:
Голые проводники при открытой прокладке 4
Изолированные провода 1,5
Заземляющие жилы кабелей или многожильных проводов в общей трассе
трубопровода с фазными жилами 1
Не допускается в качестве заземляющих проводников использовать
металлорукава, стальные трубы, металлические оболочки кабелей, а также
крепежные винты. Крепежные винты или детали, соединяющие различные узлы
станков, можно рассматривать как средство заземления только в тех случаях,
когда на соприкасающихся поверхностях соединяемых частей отсутствует
краска, смазка или прокладки из изоляционных материалов, нарушающих
необходимый электрический контакт. Для заземления электрооборудования,
расположенного на движущихся частях станка, должен быть использован
специальный гибкий изолированный провод.
В целом система заземления станка должна быть выполнена таким образом,
чтобы при снятии любого из заземляемых элементов не нарушалась целость
всего заземления
Способы заземления
Заземление станка и его отдельно стоящих узлов потребитель выполняет,
как правило, путем соединения их к цеховому контуру заземления. Поэтому
для заземления у основания снаружи станка и его отдельно стоящих узлов
предусматривают специальные винты заземления.
Для создания качественного и надежного контакта, основания под винты
заземления должны быть зачищены до металлического блеска, облужены или
покрыты другим антикоррозийным металлическим покрытием.
1.3. Применение регламентированного обслуживания станочного оборудования.
Существующая на предприятии система регламентированного технического
обслуживания (РТО) представляет комплекс взаимосвязанных положений и норм.
Сущность РТО заключается в том, что через определенный интервал
(календарное время) работы оборудования, выполняются определенные виды
работ, последовательность и периодичность которых для каждого элемента
оборудования имеет установленные значения. Некоторые виды РТО производятся
на работающем оборудовании, однако в большинстве случаев для выполнения
работ, имеющих целью предупредить или отсрочить наступление постепенного
или внезапного отказа, станки необходимо останавливать. Такие простои на
предприятии планируются обслуживающим персоналом или ремонтной службой на
основе соответствующих инструкций. РТО оказывает влияние на показатели
надежности.
2. Наладка электрооборудования
Общие положения и необходимые приборы
Под наладкой электрооборудования металлорежущего стайка принято
понимать комплекс работ по приведению в действие всех элементов
электрооборудования, обеспечивающих технологический процесс обработки в
заданных режимах. При пусконаладочных работах проверяют соответствие
установленного электрооборудования и выполненного монтажа проекту, выявляют
и устраняют неисправности в электрической схеме электрооборудования,
настраивают и регулируют электроаппараты и привода, проверяют состояние
изоляции и заземляющих устройств, параметры электронных приборов,
испытывают работу электрооборудования под напряжением в различных режимах и
проводят другие работы в зависимости от сложности и типа примененного на
станке электрооборудования. Наладочные работы являются заключительным
этапом монтажных работ и, как правило, способствуют экономичной, надежной и
безаварийной работе станка в эксплуатации.
Электрические схемы управления электроприводами станков отличаются
между собой сложностью, видами применяемых электроаппаратов, назначением и
т. д., поэтому работа наладчика не может строиться по шаблону. Однако во
всех случаях целесообразно использовать некоторые общие методы сокращающие
время выявления неисправностей. Метод наблюдения является простейшим и
самым необходимым в работе наладчика. Он состоит в наблюдении за действием
элементов схемы и оценке правильности их действия. Даже в станках со
сложной электроавтоматикой и большим количеством аппаратуры в одной
операции управления приводом участвует не более 3—4 аппаратов. Зная
назначение и расположение аппаратов, по их состоянию наладчик может судить
о режиме работы, направлении движении и пр. Очень часто можно установить
причину неисправности или ограничить круг поисков только путем наблюдения.
Метод исключения или локализации проверяемого участка заключается в
искусственном сокращении объема участка, содержащего необнаруженный
неисправный элемент путем последовательного отключения до тех пор, пока не
обнаружится неисправность. Под связями в данном случае понимают все виды
связей, в том числе и механические. Например, снятие ремня и проверка
двигателя на холостом ходу позволяет установить, что именно неисправно —
двигатель или механизм.
Метод сравнения заключается в замене проверяемого элемента или узла
схемы соответственно исправным элементом или узлом (панелью блоком). Если
после замены элемента или узла неисправность исчезает, наладчик продолжает
работу, оставляя неисправный элемент или узел в мастерской.
Метод обратной последовательности применяют при проверке схемы,
состоящей из нескольких звеньев, связанных функциональной зависимостью. Он
заключается в том, что проверку производят на выходе каждого звена
последовательно, от последнего к первому. Если при этом какое-то
промежуточное звено имеет нормальный выход, т. е. выполняют требуемую
функцию, то сразу же после этого можно проверить выход предыдущего звена.
Такой метод исключает лишние контрольные операции и, следовательно,
сокращает время наладки. Этот метод дает наибольший эффект в условиях
серийного производства и эксплуатации.
При наладке опытного станка со сложным электрооборудованием или при
отсутствии у наладчика достаточного опыта часто используют метод прямой
последовательности. Но и в этих условиях рекомендуется все же обратная
последовательность в целях выработки определенного навыка.
При наладке электрооборудования металлорежущих станков возникает
необходимость в определенном количестве электроизмерительных приборов,
инструмента и приспособлений, номенклатуру и число которых определяют в
зависимости от сложности схем электроприводов и систем автоматизации, а
также типами применяемой электроаппаратуры и электронных приборов.
Применяются как специальные, так и универсальные измери тельные приборы.
Универсальные многошкальные приборы обычно используют при наладке схем,
содержащих одновременно элементы переменного и постоянного тока. Во
избежание неправильных включений, приводящих к выходу из строя приборов,
особенно электронных, проверка работоспособности электрических схем и их
наладка требуют от наладчиков определенных навыков и квалификации.
Оснащение участка наладчиков приборами, инструментом и соответствующими
приспособлениями должно быть таким, чтобы способствовать обеспечению
быстрого отыскания возможных неисправностей в схемах.
В целях увеличения производительности труда при производстве наладочных
работ очень часто применяют простые и наиболее удобные при пользовании
приборы, например индикаторы напряжения (контрольная лампочка) при проверке
наличия напряжения. Контрольные лампочки выбирают соответственно величине
измеряемого напряжения. Так, при проверке наличия напряжения силовых цепей
до 220 В можно использовать лампочку на 220 В, цепей управления 24 В —
коммутаторную лампочку на 24 В. Применение индикаторов (контрольных ламп)
дает иногда возможность одновременно с проверкой наличия напряжения
произвести проверку полярности цепей.
В качестве приборов, служащих для прозвонки электрических цепей, могут
быть применены тестер, пробник, в отдельных случаях (при отсутствии в цепи
элементов приборов или электроаппаратов, рассчитанных на напряжение менее
чем 1000 В) возможно применение мегометра на соответствующее напряжение.
Пробник является одним из распространенных среди наладчиков приборов по
прозвонке электрической цепи. Он состоит из последовательно включенных
низковольтных батарейки и лампочки. При замыкании контактов пробника на
проверяемую цепь, если нет обрыва, лампочка загорается.
В практике измерения выдержек времени на включение и отключение
аппаратов, приборов, отдельных схемных узлов применяют электрический
секундомер. Достоинством электрического секундомера является возможность
проведения достаточно точного отсчета, так как начало и конец отсчета
времени совпадает с моментом включения и отключения контактов
соответствующих аппаратов схемы. При необходимости проведения точных
измерений, а также для исследования во времени процессов, происходящих в
электрической цепи, широко применяют осциллографы.
Перечисленные приборы не являются обязательным минимумом приборов
электроучастка. В зависимости от характера и мощности электропривода,
электроучасток укомплектовывают испытательными стендами и приборами,
полностью обеспечивающими производство наладочных работ. При наладке
электрических схем с применением измерительных трансформаторов необходимо
помнить, что у трансформатора напряжения вторичная обмотка должна быть
подключена к вольтметру, ваттметру или же ее цепь должна находиться в
разомкнутом состоянии, обмотка же трансформатора тока должна быть замкнута
на амперметр или закорочена.
Для защиты трансформаторов напряжения от возможных перенапряжений и
токов короткого замыкания в их первичные цепи в оба провода на стороне
высокого напряжения устанавливают предохранители. При включении во
вторичные цепи трансформаторов напряжения измерительных приборов ввиду
возможных неправильных их включений могут возникнуть перегрузки — защита от
перегрузок подобного рода осуществляется предохранителями.
Во избежание неправильных показаний приборов выходные клеммы
трансформаторов тока и напряжения и входные клеммы измерительных приборов
обычно предварительно согласовывают между собой. При подключении
трансформаторов тока и напряжения необходимо обратить внимание на то, чтобы
их вторичные обмотки и корпуса были заземлены.
3. Токарно-винторезный станок 1К625
В главных приводах токарных станков широкого назначения малой и средней
мощности основным типом привода является привод с асинхронным
короткозамкнутым двигателем. Частота вращения шпинделя токарных станков
регулируется путем переключения зубчатых передач коробки скоростей. В
последнее время появляется все больше станков, в которых переключения
производится дистанционно с помощью электромагнитных фрикционных муфт. Для
пуска, останова и изменения направления вращения (реверсирования) в
токарных станках малой и средней мощности часто применяют фрикционные
муфты. Двигатель при этом все время включен и вращается в одном
направлении. Движение подачи малых и средних токарных станков чаще всего
осуществляется от главного привода. Регулирование подачи осуществляется
аналогично с помощью коробки зубчатых передач, которая переключается
вручную или дистанционно.
Вспомогательные приводы токарных станков (ускоренного перемещения
каретки суппорта, зажима изделия, насоса охлаждения и т. п.) оснащены
асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором.
Наладку электрооборудования металлорежущих станков начинают с
организации бригады, в состав которой включают наладчиков или
электромонтеров определенной квалификации в зависимости от сложности
электрической схемы станка. Руководство бригадой поручают опытному
наладчику или электромонтеру, имеющему большой производственный опыт.
Бригадир обязан вести журнал проведения наладочных работ, в котором он
записывает все замечания по монтажу, наладке, обнаруженным дефектам,
производственным переделкам в схеме.
Наладочные работы начинают с ознакомления с принципиальными
электрическими схемами, выявления отступлений исполненной схемы от проекта.
Затем путем внешнего осмотра электрооборудования выявляют соответствие
установленной аппаратуры проекту, ее состояние. При обнаружении
значительных поломок аппаратов производят их ремонт или замену. Полный
объем наладочных работ состоит из следующих пунктов.
а) измерение сопротивления изоляции токоведущих частей
электрооборудования;
б) измерение сопротивления постоянному току обмоток электрических
машин, трансформаторов, катушек пускателей, реле, сравнение данных
измерений с данными принципиальной схемы;
в) снятие диаграммы переключений командоаппаратов, путевых
переключателей;
г) проверка выпрямителей, формовка селеновых выпрямителей, отбраковка и
замена на новые;
д) проверка и снятие характеристик усилителей и преобразователей;
е) измерение сопротивления изоляции вторичных цепей;
ж) проверка правильности монтажа вторичной коммутации, выполняемая
путем включения аппаратуры по участкам или прозвонкой;
з) проверка защит в силовой и вторичной цепях станка;
и) проверка работы электрических машин вхолостую и под нагрузкой;
к) окончательная регулировка путевых и конечных переключателей;
Порядок описания электрооборудования станков в дальнейшем принят
следующим: указывают назначение станка и приводят перечень основных
элементов электрооборудования, затем описывают работу схемы, указывают виды
защит и блокировок и, наконец, описывают наладку.
Токарно-винторезный станок 1К625 предназначен для выполнения чистовых и
получистовых токарных работ. Помимо изготовления тел вращения, на нем можно
нарезать различные резьбы. Принципиальная электросхема станка показана на
рис. На станке установлены четыре асинхронных короткозамкнутых двигателя:
а) двигатель главного привода (вращения шпинделя) (ДТ) АО52/4, 10 кВт;
220/380 В, 1460 об/мин;
б) двигатель ускоренного хода каретки суппорта (ДБХ) АОЛ12/4; 0,8 кВт,
220/380 В; 1350 об/мин;
в) двигатель насоса охлаждения (ДО) ПА-22; 0,12 кВт; 220/380 В; 2800
об/мин;
г) двигатель гидронасоса (ДГП) АОЛ21/6; 1, 1 кВт; 220/380 В; 960
об/мин.
Подключение станка к сети производится вводным пакетным выключателем
(или автоматом) АВ1.
Нажатием на кнопку 1КУ «Пуск» включают магнитный пускатель КТ, который
своим замыкающим контактом блокирует кнопку и включает двигатель главного
привода ДТ, двигатель насоса охлаждения ДО, если включен выключатель АВ2, и
двигатель гидропривода ДГП, если он подключен через штепсельный разъем РШ
При установке рукоятки фрикциона в среднее положение освобождается конечный
выключатель KB и размыкает контакт в цепи питания реле времени РВ, которое
с выдержкой времени отключает схему. Для осуществления быстрого хода
суппорта нажимают на кнопку БХ «Быстрый ход», встроенную в рукоятку
фартука. При этом включается пускатель двигателя быстрого хода КБХ. При
опускании кнопки движение быстрого хода суппорта прекращается.
Для устранения неправильных операций и аварийных режимов работы
электрооборудования в схеме станка предусмотрены следующие защиты и
блокировки:
а) момент окончания обработки детали фиксируется конечным выключателем
KB, замыкающий контакт которого замыкается после отключения фрикционной
муфты (это нужно, чтобы подать команду на отсчет времени холостого хода);
б) холостой ход станка ограничивается реле времени РВ, которое
отключает двигатель главного привода, если в течение выдержки времени реле
(3—8 мин) подачи станка не будут включены;
в) защита электрооборудования от перегрузок осуществляется тепловыми
реле РТГ, РТО и РТГП;
г) защита электрооборудования от коротких замыканий осуществляется
плавкими предохранителями;
д) нулевая защита осуществляется магнитными пускателями КГ, КБХ,
которые при снижении напряжения ниже 85% поминального отключают станок.
Асинхронные короткозамкнутые двигатели
Асинхронные короткозамкнутые двигатели получили широкое распространение
в металлорежущих станках благодаря ряду преимуществ перед двигателями
постоянного тока: меньшей стоимости, простоте и удобству в эксплуатации.
Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя заключается в
следующем. При включении обмоток статора на напряжение сети по ним
протекает ток, который создает вращающееся магнитное поле. Его магнитный
поток пересекает обмотку ротора, выполненную в виде беличьего колеса, и
наводит в ней электродвижущую силу (э. д. с.). Но так как обмотка ротора
короткозамкнутая, по ней начинает протекать ток, создающий магнитное поле
ротора. При взаимодействии магнитных полей статора и ротора создается
момент, вращающий ротор в направлении вращения магнитного поля статора,
однако частота вращения ротора несколько меньше частоты вращения магнитного
поля статора, называемой синхронной. Ротор как бы проскальзывает
относительно магнитного поля статора. Отставание частоты вращения ротора от
синхронного характеризуется скольжением
[pic]
где nс — синхронная частота вращения в об/мин; nр — частота вращения
ротора в об/мин. Скольжение обычно выражается в процентах и для асинхронных
двигателей нормального исполнения составляет при номинальном режиме 1—6%.
При увеличении нагрузки на валу двигателя в первый момент времени ротор
замедляется, скольжение возрастает, магнитное поле статора чаще пересекает
обмотку ротора, сила тока в обмотке ротора увеличивается, магнитный поток
двигателя уменьшается. Однако уменьшение магнитного потока вызывает
уменьшение э. д. с., наводимой в обмотке статора. С уменьшением этой э. д.
с. увеличивается сила тока статора, величина которого ограничивается э. д.
с. статора, а это вызывает увеличение магнитного потока двигателя до его
прежней величины. Таким образом, магнитный поток двигателя при изменении
нагрузки практически остается неизменным за счет изменения токов в обмотках
ротора и статора. При чрезмерно большой нагрузке токи в обмотках статора и
ротора могут повысить допустимые значения, и обмотки двигателя сгорят.
Нагрузка на валу двигателя называется статическим моментом. При работе
двигателя в установившемся режиме статический момент уравновешен моментом,
развиваемым двигателем. Величина этого момента определяется произведением
силы на плечо.
Пуск асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором сопровождается
скачком тока от нулевого
|
