Электропривод передвижения стола продольно-строгального станка

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ 

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра Электропривод и автоматизация промышленных

установок 
 
 
 

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ 
 

Студент       Группа  

                                                                          (фамилия, инициалы) 

1. Тема              Электропривод      передвижения     стола        

 

    продольно-строгального    станка        
 

2. Срок представления  проекта (работы) к защите « ___» _____________ 2010 г. 

3. Исходные данные  для проектирования (научного исследования):

     Технические  данные механизма передвижения  стола:

     Длинна  обрабатываемой детали – ;

     Масса  стола – ;

     Масса  детали – ;

     Максимальное  усилие резания – ;

     Скорость  прямого хода – ;

     Максимальная  скорость обратного хода – ;

     Ускорение  (замедление) при прямом ходе – ;

     Ускорение  (замедление) при обратном ходе  – ;

     Скорость  входа выхода резца из металла  – ;

     Диаметр  зубчатого колеса – ;

     Путь, пройденный при резании на  скорости  – ;

     Путь  холостого хода на скорости  – ;

     КПД  механизма (пары «рейка-колесо»)  – ;

4. Содержание  пояснительной записки курсового  проекта (работы): 

1. Введение 4
2. Составление технического задания 5
3. Предварительный  выбор  электрического  двигателя 8
4. Проверка  двигателя  по  нагреву  и  на  перегрузочную способность 15
5. Выбор  генератора  и  гонного  двигателя 19
6. Расчет  статических  механических  характеристик электропривода 24
7. Расчет  переходных  процессов  и  динамических  характеристик 31

8. Расчет энергетических показателей электропривода 50

9. Разработка  принципиальной  электрической  схемы  электропривода.  Выбор  элементов  схемы.  Краткое  описание  работы  схемы 55

10. Заключение 65

11. Литература 66

 
 

5. Перечень графического  материала: 

    Технологическая (кинематическая) схема механизма; тахограммы и нагрузочные диаграммы, статические и динамические механические характеристики; графики переходных процессов; структурная принципиальная электрическая схема электропривода. 
 
 

Руководитель  проекта (работы)     (           )

                                                                                                        (подпись, дата)                                               (фамилия, инициалы) 
 

Задание принял к исполнению       «     »    2010г.

                                                                                                               (подпись) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Введение.

 

       Продольно-строгательный металлорежущий станок является одним из основных видов технологического оборудования для различной обработки деталей. Он представляет собой промышленную установку, обеспечивающую перемещение обрабатываемой детали, относительно металлорежущего инструмента, для придания этому изделию требуемой формы.   

       Производительность, точность и качество обработки детали на металлорежущем станке зависят от возможностей автоматизированного электропривода. Все это требует разработки быстродействующих и высокоточных (как в статических,  так и в динамических режимах) электроприводов.

       В данном  курсовом проекте предусматривается разработка электропривода передвижения   стола   продольно-строгального   станка   по  системе  генератор-двигатель

(Г-Д)  с  асинхронным  гонным  двигателем.

       Основной  задачей проектирования   является  правильный выбор электродвигателя

для заданной электромеханической системы (ЭМС). Т. к. выбор электродвигателя  завышенной  мощности  приводит  к увеличению  капитальных затрат  и эксплуатационных  расходов,  неэффективное использование дефицитных и дорогостоящих материалов,  затраченных на  изготовление  электродвигателя. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Составление технического задания.
1. Введение

            В данной курсовой работе разрабатывается электропривод постоянного тока по системе «Генератор-Двигатель» (Г-Д) с асинхронным гонным электродвигателем для передвижения стола продольно-строгального станка.

     ЭМС разрабатывается на основании учебного плана по дисциплине «Теория электропривода» и выполняется в 8-ом семестре студентами 4-го курса электромеханического факультета, обучающимися по направлению 140600 «Электротехника, электромеханика и электротехнологии» и специальности 180400 «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов».

     Срок  начала разработки ЭМС – 22 февраля 2010 года, срок окончания – 31 мая 2010 года.

     Ответственным за выполнение разработки является студентка группы ЭМ-64 Лаврентьев Кирилл Олегович. 

2.2. Характеристика  технологического  объекта,  для  которого 
разрабатывается  электромеханическая  система.

       Электропривод  передвижения  стола  продольно-строгального  станка  предназначен  для   автоматизации  и  механизации   технологических  процессов   обработки  детали.  

      

       Кинематическая схема:

Рис.1

     1 – обрабатываемая деталь;

     2 – стол;

     3 – зубчатая рейка;

     4 – зубчатое колесо;

     5 – редуктор;

     6 – электродвигатель;

      

         Кинематическая схема механизма передвижения стола продольно-строгального станка (Рис.1). Работа механизма передвижения стола при обработке детали осуществляется в следующей последовательности. Обрабатываемая на станке деталь массой я и длиной закрепляется на столе. Строгание детали выполняется при неподвижно закрепленном резце. Стол вместе с деталью производит возвратно-поступательное движение. В прямом направлении осуществляется строгание детали - рабочий ход, в обратном направлении – холостой ход. Вращательное движение в поступательное  преобразуется с помощью зубчатой пары – рейки 3 и колеса 4.

        Цикл  работы  электропривода  характеризуется  следующими  операциями:  разгон  станка  при  прямом  ходе  до  скорости  V_min;  движение  стола вхолостую на  скорости V_min;  движение стола  при  резании  на  скорости V_min;  разгон  стола до  рабочей скорости  прямого хода;  установившееся  движение  на  рабочей скорости  при прямом  ходе;  торможение  до  скорости V_min;  установившееся  движение  при резании на  скорости V_min; установившееся  движение  вхолостую на  скорости V_min;  реверсирование  стола на  обратный  ход до  максимальной  скорости;  установившееся  движение  при обратном  ходе  на  максимальной  скорости;  реверс  стола на  прямой  ход до  скорости V_min.

 

2. Назначение  электромеханической  системы.

        Данная  ЭМС  предназначена   для  повышения  производительности  труда  за  счет  автоматизации   процесса  и  высвобождения   ручного  труда. 

2.3. Технико-экономические показатели электромеханической системы.

     В данной работе не рассматриваются. 

2.4. Требования к электромеханической системе.

       Разрабатываемая система должна  обеспечить требуемые свойства  и характеристики, как в статическом,  так и динамическом режимах.  ЭМС должна обеспечивать: диапазон  регулирования скорости механизма   от  , до ; режим пуска, торможения, реверса – с заданными параметрами; регулирование скорости: в первой зоне изменением напряжения подводимого к якорю электродвигателя; во второй зоне изменением магнитного потока электродвигателя.

       Система  должна  обеспечивать  повышенную  надежность  с   необходимым  коэффициентом   запаса.

       Предусматривается  защита  токоведущих   и  вращающихся  частей  системы. 

2.5. Требования к заказчику по подготовке объекта к проектированию электромеханической системы.

       Особых  требований  к  заказчику   не  предъявляется. 
 

6. Состав  и содержание работ  по разработке электромеханической системы.

 

      

            Ответственный исполнитель: студент 4-го курса ФМА группы ЭМ-64 Лаврентьев К. О.

3. Предварительный  выбор  электрического  двигателя.

      

       Технико-экономические показатели электропривода зависят от правильности выбора мощности электродвигателя.

       Электрический двигатель должен быть выбран с такими номинальными параметрами, которые удовлетворяли бы заданному технологическому режиму работы. При этом двигатель должен полностью использоваться по нагреву и обеспечивать требуемую перегрузку по моменту.

       В практике проектирования электропривода применяют различные методы предварительного выбора мощности электродвигателя: по средней статической мощности производственного механизма; по среднеквадратичной статической мощности производственного механизма с учётом и без учёта динамических нагрузок и другие.

       В курсовой работе рекомендуется предварительно выбирать мощность электродвигателя по среднеквадратичной статической мощности производственного механизма с учётом или без учёта динамических нагрузок. При этом расчёты выполняются в следующей последовательности:

       1. По заданному характеру технологического процесса и параметрам производственного механизма строят тахограммы и нагрузочные диаграммы;

       2. Используя параметры построенных тахограмм и нагрузочных диаграмм, вычисляют среднеквадратичное (эквивалентное по условиям нагрева двигателя) значение статической мощности, соответствующее реальному (обусловленному технологией) значению продолжительности включения ;

       3. Вычисляется значение мощности , по которому выбирается номинальная мощность двигателя со стандартной продолжительностью включения ;

       4. Номинальная мощность электродвигателя  предварительно выбирается по  условию:  . 

3.1. Расчет  нагрузочной диаграммы механизма.

       Тахограммы рассчитываются упрощённым  способом, исходя из допущения  постоянства величины заданных  ускорений на участках разгона  и торможения, а также неизменности  заданной установившейся скорости  движения на всей длине пути  рассматриваемого участка движения. При этом отрезки времени на  участках тахограмм рассчитываются  по известным из физики формулам  равноускоренного и равномерного  движения.