Радиально-сверлильный переносной станок модели ГС545

Тип:
Добавлен:

Дипломная работа

Радиально-сверлильный переносной станок модели ГС545

Введение

Перемещение по плоскости стола крупногабаритных и тяжелых деталей вызывает большие неудобства и потерю времени. Поэтому при обработке большого количества отверстий в таких деталях применяют радиально-сверлильные станки. При работе на них деталь остается неподвижной, а шпиндель со сверлом перемещается относительно детали и устанавливается в требуемое положение.

Сверлильные станки предназначены для сверления, зенкования, зенкерования, развертывания отверстий, для подрезания торцов изделий и нарезания резьб метчиками. Применяются они в основном в единичном и мелкосерийном производстве, а некоторые модификации этих станков - в условиях массового и крупносерийного производства.

Основными формообразующими движениями при сверлильных операциях являются:

v - главное - вращательное движение;

s - движение подачи пиноли шпинделя станка;

Кинематические цепи, осуществляющие эти движения, имеют самостоятельные органы настройки iv и is, посредством которых устанавливается необходимая скорость вращения инструмента и его подача.

К вспомогательным движениям относятся:

поворот траверсы и закрепление ее на колонне;

вертикальное перемещение и закрепление траверсы на нужной высоте;

перемещение и закрепление шпиндельной головки на траверсе;

переключение скоростей и подач шпинделя;

Основными узлами радиально-сверлильных станков являются:

фундаментная плита;

колонна;

траверса (рукав);

механизм перемещения и зажима рукава на колонне;

механизм перемещения и зажима шпиндельной головки на рукаве;

шпиндельная головка;

Основными параметрами станка являются наибольший диаметр сверления отверстия по стали, вылет и максимальный ход шпинделя.

1. Общая часть

.1 Тип механизма, назначение, его основные технические данные

Радиально-сверлильный переносной станок модели ГС545 предназначен для обработки отверстий в средних и крупных деталях в единичном, мелкосерийном и серийном производстве.

На станке можно выполнять: сверление, рассверливание, зенкерование, развертывание, нарезание резьбы и растачивание отверстий. Наиболее эффективно может быть использован при обработке отверстий, расположенных под углами в разных плоскостях крупногабаритных деталей, в инструментальных, ремонтных, экспериментальных, сборочных и производственных цехах.

Станок состоит из следующих основных узлов: основания, колонны, корпуса, рукава, каретки, сверлильной головки, механизма зажима колонны, системы подачи охлаждающей жидкости и электрооборудования.

Оригинальная конструкция радиально-сверлильного переносного станка модели ГС545 обеспечивает широкие возможности и позволяет:

поворачивать сверлильную головку и рукав вокруг своих осей на 360°;

производить обработку отверстий в любой пространственной ориентации;

вести обработку отверстий, расположенных ниже уровня «пола»;

производить обработку отверстий в ограниченном пространстве;

станок является «переносным», для переноса имеется рым-болт.

Выставка станка относительно обрабатываемой поверхности осуществляется при помощи приставных винтовых опор. При стационарной установке винтовые опоры снимаются. станок устанавливается на фундаменте и закрепляется болтами М16 (4 шт.).

Класс точности станка Н по ГОСТ 8-77, ГОСТ 8-82.

Шероховатость обработанных поверхностей в зависимости от выполняемых работ R = 80-20 мкм.

Управление станком электромеханическое, гидравлическое н ручное.

Технические характеристики станка

Основные параметры

Класс точности по ГОСТ 8-71 Н

Наибольший условный диаметр сверления в стали мм 45

Диапазон нарезаемой резьбы в стали мм М24

Расстояние от оси шпинделя до направляющей колонны

(вылет шпинделя), мм 320…1100

Наибольшее горизонтальное перемещение сверлильной

головки по рукаву, мм 780

Наименьшее и наибольшее расстояние от торца шпинделя

до плиты, мм -60…1250

Наибольшее вертикальное перемещение рукава по колонне

(установочное), мм 1060

Угол поворота рукава вокруг колонны, град 360

Угол поворота головки вокруг горизонтальной оси, град ±45

Рамер поверхности плиты (ширина длина), мм 760 х 1250 х 200

Наибольшее осевое перемещение пиноли шпинделя

(ход шпинделя), мм 250

Частота прямого вращения шпинделя, об/мин 45…2000

Количество скоростей шпинделя прямого вращения, мм 12

Пределы рабочих подач на один оборот шпинделя,

мм/об 0,056; 0,1; 0,18; 0,32

Число ступеней рабочих подач 4

Наибольший допустимый крутящий момент на шпинделе, Н-м 180

Наибольшее усилие подачи, кН 12

Обозначение конца шпинделя Морзе 4 АТ6 ГОСТ 25557

Зажим вращения колонны Ручной

Зажим рукава на колонне Ручной

Зажим сверлильной головки на рукаве Ручной

Электродвигатель привода главного движения, кВт 3

Электродвигатель привода перемещения рукава по колонне, кВт 1,1

Электродвигатель насоса охлаждающей жидкости, кВт 0,18

Габариты станка (длина ширина высота), мм 1800 х 925 х 2260

Масса станка, кг 1380

.2 Назначение электроприводов, кинематическая схема и ее описание

Электродвигатель привода главного движения - М1

Электродвигатель привода перемещения рукава по колонне - М2

Электродвигатель насоса охлаждающей жидкости - М3

Кинематическая схема станка содержит семь кинематических цепей:

Цепь вращения шпинделя

Цепь подач шпинделя

Цепь вертикального перемещения рукава по колонне

Цепь перемещения сверлильной головки по рукаву

Цепь поворота рукава вокруг горизонтальной оси

Цепь поворота сверлильной головки вокруг горизонтальной оси

Цепь зажима корпуса на колонне

Цепь вращения шпинделя. Вращения шпинделя от электродвигателя Ml передается через коробку скоростей на вал VI привода шпинделя. Передвижные блоки 14-17-18-19 и 5-6-7 коробки скоростей обеспечивают 12 ступеней частоты вращения шпинделя в диапазоне от 45 до 2000 об/мин.

Цепь подач шпинделя. Вращение от вала привода шпинделя VI через цилиндрические передачи 1-2 и 27-24, коробку подач, червячную передачу 33-32, зубчатое колесо 36 передается на рейку 37 пиноли шпинделя. Передвижные блоки коробки подач 22-23 и 28-29 обеспечивают четыре механические подачи 0,056; 0,1; 0,18; 0,32.

Включение механической подачи осуществляется рукоятками штурвального устройства в направлении «От себя». Точная ручная подача осуществляется маховиком поз. 9 при включении рукоятки подач поз. 5 в нейтральное положение, соответствующее положению «РАБОТА С РУЧНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ». Ручной подвод инструмента, а при необходимости и ручная подача, производится рукоятками поз. 11 штурвального устройства, при выключенной муфте А.

Цепь вертикального перемещения рукава по колонне. Вертикальное перемещение рукава осуществляется от двигателя М2 через коническую пару 49-48 на винт подъема.

Изменение направления перемещения рукава производится реверсом электродвигателя.

Цепь перемещения сверлильной головки по рукаву. Перенесение осуществляется с помощью маховика, установленного на вал XIII.

Цепь поворота рукава вокруг горизонтальной оси. Поворот осуществляется посредством червячной передачи 47-44 при помощи рукоятки, устанавливаемой на квадратный хвостовик вала XXI.

Цепь поворота сверлильной головки вокруг горизонтальной оси. Поворот осуществляется в крайнем правом положении сверлильной головки посредством червячной передачи 34-35 при помощи рукоятки, устанавливаемой на квадратный хвостовик червячного вала 35.

Цепь зажима корпуса на колонне. Зажим осуществляется клеммой, сжимание-разжимание которой происходит тягами, соединенными с эксцентриковым валом XVIII, приводимым в движение рукояткой через зубчатые колеса 54, 53.

Кинематическая схема

1.3 Последовательность включения приводов, режимы работы приводов

Работу на станке следует начинать в следующем порядке:

рукоятку включения шпинделя установите в нейтральное положение

поворотом рычага вводного автоматического выключателя

произведите включение

нажмите на толкатель кнопки SB2 для приведения в готовность

электрической цепи управления станка. При этой загорается сигнальная лампа HL «Станок готов к работе». Помните, что станок включается только в нейтральном положении рукоятки включения вращения шпинделя

поворотом рукоятки «Включение шпиндел»» на себя или от себя

включите электродвигатель M1 привода шпинделя

перемещение рукава вверх или вниз осуществляется при нажатии на

толчковую кнопку SB3 или SB4

Для аварийной остановки станка следует нажать на красный, грибовидный толкатель кнопки SB1 или отключить вводной автоматический выключатель Q1F. При этом гаснет сигнальная лампа ML

При установке на станок электронасоса его включение производится тумблером SA, расположенным на пульте управления.

На станке установлен светильник местного освещения

2. Специальная часть

.1 Расчет мощности электродвигателей приводов механизма

Для электродвигателя шлифовального круга мощность резания при шлифовании торцом определяется по формуле:

Pz=Cp ∙Vrз ∙tx ∙bz,

где Cp, r, x, z - коэффициенты и показатели степени, зависящие от материала изделия, твёрдости круга и вида шлифования, выбираются по справочнику [5]. При черновой обработке и чистовой обработке: Cp=1,31; r=0,5; x=0,5; z=0,6 [5, с. 11]. Vз - окружная скорость детали или скорость движения стола, м/мин; t - глубина шлифования, мм; b - ширина шлифования, мм. Скорость Vз, глубина шлифования t выбираются в зависимости от вида шлифования по справочнику [5]. При черновой обработке: Vз=10 м/мин; t=0.04 мм [5, с. 15]. При чистовой обработке: Vз=3 м/мин; t=0.01 мм; b=75 мм [5, с. 15].

Определяем мощность резания при черновой обработке:

Pzчерн=1,31 ∙100,5 ∙0,040,5 ∙750,6=8,12 (кВт)

Определяем мощность резания при чистовой обработке:

Pzчист=1,31 ∙30,5 ∙0,010,5 ∙750,6=3,02 (кВт)

Определяем эквивалентную мощность по формуле:

где Tчерн,Tчист - время, затрачиваемое на чистовую и черновую обработки.

Исходя из режима работы главного привода - повторно-кратковременного задаёмся временем чистовой и черновой обработок.

Tчерн=5 мин Tчист=3 мин

Рэкв=6,6 (кВт)

Расчёт мощности электродвигателя гидронасоса М2:

Рассчитывается мощность электродвигателя гидронасоса, кВт:

где Q =6,56 м/с - производительность;

Н =0,02·10Па - давление;

η=0,95 - КПД насоса; η=0,9 - КПД механической передачи;

к=1,1 - коэффициент запаса.

(кВт)

Расчёт мощности привода насоса охлаждения М3:

Рассчитывается мощность двигателя насоса охлаждения по формуле (3), кВт:

где Q =0,0037 м/с - производительность;

Н =0,025·10Па - давление;

η=0,95 - КПД насоса; η=0,9 - КПД механической передачи;

к=1,1 - коэффициент запаса.

(кВт)

2.2 Выбор питающего напряжения и рода тока

Станок выпускается с электрооборудованием на напряжен 380 В частотой 50 Гц в силовой цепи.

Цепь управления питается переменным напряжением 110 В через понижающий трансформатор.

Станок оборудован местным освещением с переменным напряжением 24 В.

.3 Выбор электродвигателей и их проверка

Выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором для привода главного движения М1.

Тип двигателя: АИР100S4.

Для выбранного двигателя из справочника [6] выписываем паспортные данные:

Рн - номинальная мощность, кВт; Рн =3 кВт;

n0 - синхронная частота вращения, об/мин; n0 = 1500 об/мин;

Sн - номинальное скольжение; Sн =6%;

ηн - номинальный КПД; ηн =81,4%;φ - номинальный коэффициент мощности; cosφ = 0,82;

К1=Мmax/Mн - кратность максимального момента; К1=2,3;

К2=Мп / Мн - кратность пускового момента; К2=2,3;

К3=Мmin/Mн - кратность минимального момента; К3=1,6;

К4=Iп/Iн - кратность пускового тока; К4=7.

Для проверки выбранного двигателя:

Номинальная частота вращения, об/мин

nH=1500∙(1-0,06)=1410 (об/мин)

Номинальная скорость, рад/с

ωн = p∙ nн / 30

ωн = 3,14∙ 1410 /30 = 147,6 (рад/с).

Номинальный и максимальный моменты двигателя, Н∙м

Mн=3∙1000/147,6=20 (Н∙м)

Мmax=2,3∙20=48 (Н∙м)

Значение пускового момента, Н∙м

МП=2,3∙20=48 (Н∙м)

Величина статического момента, Н∙м

(9)

Мс=8,12∙1000/100,5=80,8 (Н∙м)

Для проверки двигателя на перегрузочную способность необходимо выполнить условие

М ≤ 0,8·М,

где М - максимальный статический момент.

80,8 Н∙м ≤ 0,8·48 Н∙м

,8 Н∙м< 37,4Н∙м

Для проверки двигателя по условиям пуска необходимо выполнить условие

Мп ≥ Мс

Н∙м ≥ 80,8 Н∙м

Выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором для привода перемещения рукава по колонне М2.

Тип двигателя: АИР80А4.

Для выбранного двигателя из справочника [6] выписываем паспортные данные:

Рн - номинальная мощность, кВт; Рн =1,1кВт;

n0 - синхронная частота вращения, об/мин; n0 = 1500 об/мин;

Sн - номинальное скольжение; Sн =7%;

ηн - номинальный КПД; ηн =75%;φ - номинальный коэффициент мощности; cosφ = 0,81;

К1=Мmax/Mн - кратность максимального момента; К1=2,2;

К2=Мп / Мн - кратность пускового момента; К2=2,2;

К3=Мmin/Mн - кратность минимального момента; К3=1,6;

К4=Iп/Iн - кратность пускового тока; К4=5,5.

Для проверки выбранного двигателя:

Номинальная частота вращения, об/мин (4)

nH=1500∙(1-0,07)=1395 (об/мин)

Номинальная скорость, рад/с (5)

ωн = 3,14∙ 1395 /30 = 146 (рад/с).

Номинальный и максимальный моменты двигателя, Н∙м (6), (7)

Mн=1,1∙1000/146=7,5 (Н∙м)

Мmax=2,2∙7,5=16,5 (Н∙м)

Значение пускового момента, Н∙м (8)

МП=2,2∙7,5=16,5 (Н∙м)

Величина статического момента, Н∙м (9):

Мс=1,7∙1000/148,5=11,44 (Н∙м)

Для проверки двигателя на перегрузочную способность необходимо выполнить условие (10):

,8 Н∙м< 13,2 Н∙м

Для проверки двигателя по условиям пуска необходимо выполнить условие (11):

,5 Н∙м ≥ 11,44 Н∙м

Выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором для насоса охлаждения.

Тип двигателя: АИР56А2.

Для выбранного двигателя из справочника [6] выписываем паспортные данные:

Рн - номинальная мощность, кВт; Рн =0,18 кВт;

n0 - синхронная частота вращения, об/мин; n0 = 3000 об/мин;

Sн - номинальное скольжение; Sн =13%;

ηн - номинальный КПД; ηн =65%;φ - номинальный коэффициент мощности; cosφ = 0,77;

К1=Мmax/Mн - кратность максимального момента; К1=2,2;

К2=Мп / Мн - кратность пускового момента; К2=2,2;

К3=Мmin/Mн - кратность минимального момента; К3=1,8;

К4=Iп/Iн - кратность пускового тока; К4=5.

Для проверки выбранного двигателя:

Номинальная частота вращения, об/мин (4)

nH=3000∙(1-0,013)=2961 (об/мин)

Номинальная скорость, рад/с (5)

ωн = 3,14∙ 2961 /30 = 310 (рад/с).

Номинальный и максимальный моменты двигателя, Н∙м (6), (7)

Mн=0,18∙1000/310=0,58 (Н∙м)

Мmax=2,2∙0,58=1,27 (Н∙м)

Значение пускового момента, Н∙м (8)

МП=2,2∙0,58=1,27 (Н∙м)

Величина статического момента, Н∙м (9)

Мс=0,16∙1000/310=0,52 (Н∙м)

Для проверки двигателя на перегрузочную способность необходимо выполнить условие (10)

,52 Н∙м< 1 Н∙м

Для проверки двигателя по условиям пуска необходимо выполнить условие (11)

,27 Н∙м ≥ 0,52 Н∙м

.4 Расчет и построение механических характеристик выбранных двигателей

Главный привод М1:

Уравнение механической характеристики имеет вид:

(12)

Критическое скольжение определяются по формуле:

(13)

=0,15

Угловая скорость определяются по формуле, рад/с

где - скорость идеального холостого хода, рад/с.

=157 рад/с

Задаваясь значением s в пределах (0 ÷1,0)∙ рассчитываются зависимости М = f(s), .

Результаты вычисления заносятся в таблицу 1.

Параметры естественной характеристики двигателя

s00,030,060,150,571М, Н∙м018,46334823,648ω, рад/с15715214713367,50

По полученным данным строится естественная механическая характеристика

Естественная механическая характеристика М1

Для построения естественной механической характеристика асинхронного двигателя гидронасоса используем выражения (12) - (15).

Определяем критическое скольжение:

=0,42

Определяем угловую скорость:

=157 рад/с.

Задаваясь значением s в пределах (0 ÷1,0)∙ рассчитываются зависимости М = f(s), .

Результаты вычисления заносим в таблицу 2.

Параметры естественной характеристики двигателя

s00,0350,070,420,711М, Н∙м02,735,3516,514,4716,5ω, рад/с157151,51469145,50

По полученным данным строим естественную механическую характеристику

Естественная механическая характеристика М2

Для построения естественной механической характеристика асинхронного двигателя насоса охлаждения используем выражения (12) - (15).

Определяем критическое скольжение:

=0,078.

Определяем угловую скорость:

=314 рад/с.

Задаваясь значением s в пределах (0 ÷1,0)∙ рассчитываются зависимости М = f(s), .

Результаты вычисления заносим в таблицу 3.

Параметры естественной характеристики двигателя

s00,00650,0130,0780,5391М, Н∙м00,210,411,270,361,27ω, рад/с314312310289,5144,70

По полученным данным строим естественную механическую характеристику

Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя насоса охлаждения

2.5 Выбор аппаратуры и трансформаторов управления

Рассчитываем номинальный ток [5, с. 16], для электроприемников, А по выражению:

I=I=

Электродвигатель главного движения М1:

I= (А)

Привод перемещения рукава по колонне М2:

(А)

Привода насоса охлаждения М3:

(А)

Выбор аппаратов управления осуществляется по формуле:

IП >IН

Для привода главного движения.

Номинальный ток пускателя КМ1 (для М1):

IП ≥ 20,48 (А)

Выбираем пускатель по справочнику [6, с 26]: ПМЛ1200, Iн=25 А.

Для привода перемещения рукава по колонне КМ2 и КМ3 (для М2):

IП ≥ 2,75 (А)

Выбираем пускатель по справочнику [6, с 26]: ПМЛ1100, Iн=10 А

Для привода насоса охлаждающей жидкости КМ4 и КМ5 (для М3):

IП ≥ 0,54 (А)

Выбираем пускатель по справочнику [6, с 26]: ПМЛ1100, Iн=10 А

Выбор трансформаторов управления.

Применение малых напряжений - самая лучшая защита от воздействия электрического тока

Понижающие трансформаторы небольшой мощности выпускаются как для установки на станках, так и переносные

Понижающие трансформаторы для цепей управления, местного освещения и сигнализации следует устанавливать в местах, защищенных от попадания пыли, воды и масла (в шкафах управления, нишах). Трансформаторы должны быть установлены так, чтобы не могло произойти случайных прикосновений обслуживающего персонала к токоведущим частям. Трансформаторы нужно заземлять медным проводом сечением не менее 2,5 мм. Крепление трансформатора не освобождает от необходимости присоединения заземляющего провода [7, с. 83].

Номинальная мощность трансформатора Sн (ВА) в продолжительном режиме должна быть не меньше суммарной мощности потребляемой аппаратами при их одновременном включенном (рабочем) состоянии:

Sн≥∑Sр

где ∑Sр - суммарная мощность потребляемая аппаратами при их одновременном включенном

Sн≥ 85 (Вт)

Выбираем трансформатор серии ОСМ1-0,1-380/12/5,22/110, Sн=100 ВА на напряжение 380/110/12 В.

электродвигатель трансформатор станок привод

2.6 Выбор защитной аппаратуры

В качестве защитной аппаратуры применяются автоматический воздушный выключатель - для защиты от короткого замыкания, тепловое реле - для защиты от перегрузки.

Номинальный ток срабатывания электромагнитного расцепителя автоматического выключателя QF:

Iэл ≥ 1,25∙ I дл

Iэл ≥ 1,25∙(20,48+2,75+0,54)=29,7 (А)

Ток срабатывания комбинированного теплового расцепителя автоматического выключателя

Iср.эл. >1,2 Iп

Iср.эл. >1,2∙(7∙20,48+2,75+0,54)= 176 (А)

По справочнику [1] выбирается автоматический выключатель AE2046 на I н = 63 А, I расц = 31,5 А, I сраб =378 А.

Iср.эл.=12∙ I н

Iср.эл.=12∙ 31,5= 378 (А)

Номинальный ток нагревательного элемента теплового реле М1 определяется по выражению:

I т > 1,15 I дл

Iт ≥ 1,15·20,48 =23,55 А

По справочнику [1] выбирается тепловое реле РТЛ с параметрами Iн=27,5 А, диапазон несрабатывания тока D =(0,75÷1,25) I

Copyright © 2018 WorldReferat.ru All rights reserved.