Выбор электродвигателей

Назначение станка и общая характеристика электрооборудования

Сверлильный станок с зажимным устройством с условным диаметром сверления 20 мм предназначен для выполнения следующих операций: сверления, рассверливания, нарезания резьбы.

На станине станка размещены основные узлы. Станина имеет вертикальные направляющие, по которым перемещается стол и сверлильная головка, несущая шпиндель и электродвигатель. Заготовку или приспособление устанавливают на столе станка в зажимное устройство, причем соосность отверстия заготовки и шпинделя достигается перемещением заготовки.

Управление коробками скоростей и подач осуществляется рукоятками, ручная подача — штурвалом. Глубину обработки контролируют по лимбу. Противовес размещают в нише, а электрооборудование вынесено в отдельный шкаф. Фундаментная плита служит опорой станка. Внутренние полости фундаментной плиты служат резервуаром для СОЖ. Охлаждающая жидкость подается электронасосом по шлангам. Узлы сверлильной головки смазывают с помощью насоса, остальные узлы — вручную. Сверлильная головка представляет собой чугунную отливку, в которой смонтированы коробка скоростей, механизмы подачи и шпиндель. Частота вращения шпинделя, как правило, изменяется ступенчато, что обеспечивается коробкой скоростей и односкоростным асинхронным электродвигателем. Схемой управления предусмотрен зажим / отжим заготовки с сигнализацией состояния, автоматический и ручной пуск шпинделя по окончанию зажима, в зависимости от выбранного режима. Электрооборудование станка рассчитано на питание от электросети трехфазного переменного тока напряжением, указанным в таблице:

Таблица 1 – Параметры напряжения питания

Станок оборудован тремя электродвигателями: М1 – привод шпинделя, М2 – привод зажима / отжима заготовки и М3 – привод насоса охлаждения.

Вводной автоматический выключатель QF и автоматический выключатель насоса охлаждения QF1 расположены на вводном щите, укрепленном на цоколе колонны. Панель управления расположена в нише рукава на подвижной части станка, поэтому питание и защитное заземление осуществляется через кольцевой токосъемник ХА1.

Пульт управления расположен на сверлильной головке.

Принципиальная схема и порядок ее работы

Питание цепи управления осуществляется через трансформатор ТV1, при включении автоматического пакетного выключателя Q1. Цепь управления от коротких замыканий защищает плавкие предохранители FU1 и FU2.

Перед началом работы станка необходимо произвести зажим заготовки, что осуществляется нажатием и удержанием кнопки SB3 ЗАЖИМ. Получает питание пускатель КМ3 и главными контактами включает двигатель М2, который приводит в действие зажимные устройства. После зажима заготовки микропереключатель SQ1 разрывает цепь зажима, одновременно с этим вторыми контактами собирает цепь промежуточного реле KL2 и включает сигнализацию зажима заготовки HL1.

При ручном управлении переключатель SA2 устанавливаем из нейтрального положения в положение РУЧНОЕ, нажатием кнопки SB2 ПУСК замыкаем цепь пускателя КМ1 (или КМ2) и через блок-контакт он становится на самопитание.

При автоматическом управлении, после окончания зажима (срабатывает KL2), движение шпинделя начинается автоматически.

Торможение главного двигателя вращения осуществляется при нажатии на кнопку СТОП SB1, которая своими замыкающими контактами включает реверсивный пускатель KM2, тем самым происходит торможение противовключением.

Отжим заготовки осуществляется нажатием кнопки SB4, включается реле КL1, которое своим контактом отключает KM1 и включает торможение, после остановки шпинделя и замыкания контактов PKC и SR происходит отжатие. При полном отжиме срабатывает микропереключатель SQ2, тем самым разрывает цепь отжима и включает световую сигнализацию отжима заготовки.

Местное освещение включается тумблером SA1.

Включение системы охлаждения осуществляется контактом Q2.

Выбор электродвигателей

Для выбора мощности главного электродвигателя М1 – необходимо учесть условия задания:

- диаметр сверла d = 20 мм;

- подача S = 1 мм;

- число оборотов n = 950 об/мин;

- КПД станка = 0,7;

Мощность электродвигателя рассчитаем по формуле:

(1)

Подставляя данные задания в формулу (1) находим расчетную мощность электродвигателя вращения шпинделя:

Место для формулы.

Выбираем по каталогу асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором с ближайшей большей стандартной мощностью. Это двигатель 4A80B6УЗ мощностью 1,1 кВт и частотой вращения 1000 об/мин.

Для выбора мощности электродвигателя зажима/отжима заготовок М2 – необходимо учесть условия задания: мощность должна быть около 1 кВт.

Выбираем по каталогу асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором с ближайшей стандартной мощностью с наименьшей частотой вращения. Это двигатель 4A80B6УЗ мощностью 1,1 кВт и частотой вращения 1000 об/мин.

Для подачи охлажденной жидкости к инструменту выбираем электронасос типа ПА-22 погружаемый производительностью 22 л/мин мощностью электродвигателя 1,12 кВт и частотой вращения 2800 об/мин.

Выбранные электродвигатели и их технические характеристики в сводную таблицу:

Таблица 2 – Технические характеристики асинхронных электродвигателей привода шпинделя и вспомогательных механизмов

Таким образом, электропривод сверлильного станка состоит из трех электродвигателей:

- М1 – электродвигатель вращения шпинделя, Рном = 1,1 кВт.

- М2 – электродвигатель зажима/отжима заготовки, Рном = 1,1 кВт.

- М3 – электродвигатель насоса охлаждающей жидкости, Рном = 1,12 кВт.

Рассчитаем номинальные и пусковые токи электродвигателей.

Номинальные токи двигателей рассчитаем по формуле:

Iном =

(2)

По формуле (2) находим номинальный ток двигателя М1:

Iном1 = = 2,8А

По формуле (2) находим номинальный ток двигателя М2:

Iном2 = = 2,8А

По формуле (2) находим номинальный ток двигателя М3:

Iном3 = = 3,48А

Из условия Iп/Iн выражаем пусковой ток:

По формуле (3) находим пусковой ток двигателя М1:

По формуле (3) находим пусковой ток двигателя М2:

По формуле (3) находим пусковой ток двигателя М3: