Модернизация электропривода токарного станка с ЧПУ 16К20Ф3
ВВЕДЕНИЕВ настоящее время на промышленных предприятиях большая часть станков с ЧПУ представлена оборудованием 90-х, 80-х и даже 70-х годов. Рано или поздно руководители предприятий вынуждены решать вопрос о судьбе старого парка станков. Ограниченность в ресурсах и в тоже время желание обновить станочный парк заставляет предприятия идти путем модернизации оборудования.
Модернизация станка с ЧПУ обычно ассоциируется с заменой системы ЧПУ. После замены УЧПУ, пользователь хотел бы получить современный станок, превышающий старый по производительности и надежности.
Однако, как показывает практика, это происходит далеко не всегда. Новая система управления, после модернизации станка, безусловно, надежнее старой. Но надежность станка вряд ли увеличится, если на нём остались старые привода, измерительная система и устройства электроавтоматики. Причем возникают новые проблемы, связанные с освоением системы ЧПУ наладчиками, операторами, технологами, электронщиками.
CПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ 8
ВВЕДЕНИЕ 9
1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 12
1.1.1 Технологический процесс всего цеха, выпускаемая продукция 12
1.1.2 Технологический процесс токарного станка с ЧПУ модификацией 16К20Ф3 12
1.1.1 Роль станка в общем технологическом процессе 14
1.1 Конструкция и кинематическая схема механизма 14
1.2.1 Конструктивное исполнение станка, параметры, паспортные данные, кинематические схемы 14
1.2.2 Основные технические параметры 15
1.2.3 Описание кинематической схемы 19
1.3 Характеристика существующей системы электроснабжения установки 23
1.3.1 Конструктивное исполнение распределительной сети 25
1.3.2 Анализ, существующие проблемы, пути решения 26
1.4 Требования, предъявляемые к электрооборудованию 28
1.4.1 Требования к приводу механизма главного движения токарного станка 29
1.4.2 Требования к приводу механизма подачи токарного станка 30
1.4.3 Требования к надежности 32
1.4.4 Требования к безопасности 32
2 Конструкторская часть 34
2.1 Расчет требуемой мощности электропривода и электрооборудования 34
2.1.1 Определение мощности двигателя главного привода 35
2.1.2 Определение мощности двигателя привода подачи 36
2.1.3 Предварительный выбор двигателя 43
2.2 Выбор комплектного силового электрооборудования 45
2.2.1 Выбор преобразователя (комплектного электропривода) 45
2.3 Проверка работоспособности электропривода и электрооборудования 53
2.4 Выбор способа подвода электропитания 58
2.5 Расчет сечения питающих линий. Проверка на нагрев и просадку напряжения 60
2.6 Выбор распределительного, коммутационного и защитного электрооборудования 67
2.7. Выбор электронных систем управления 76
3 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 80
3.1 Применение метода имитационного математического моделирования в среде Matlab 80
3.2 Определение параметров привода посредством моделирования 81
4 Энергосбережение 87
4.1 Выбор установленной мощности и типа двигателя 88
4.2 Оптимизация режимов системы ПЧ-АД 90
4.3 Основные пути повышения энергетической эффективности асинхронных электроприводов 91
4.4 Обеспечение технологических требований к показателям переходных процессов за счет систем управления электроприводом 95
4.5 Эффективность применения преобразователей частоты на примере преобразователей Parvex 97
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 100
5.1 Расчет капитальных затрат 101
5.2 Расчет эксплуатационных расходов 103
5.3 Суммарное сокращение эксплуатационных расходов 104
6 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 107
6.1 Безопасность проекта 107
6.1.1 Общая характеристика производства (рабочего места, участка) и электрооборудования с точки зрения безопасности 107
6.1.2 Квалификационные требования к персоналу, эксплуатирующему и обслуживающему станок 109
6.2 Производственное освещение 110
6.3 Пожарная безопасность 112
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 115
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 117
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫЗимин, Е.Н. Автоматическое управление электроприводами / Е.Н. Зимин, В.И. Яковлев. - М.: Высш. шк., 1979.
Портал Российского станкостроения : сайт. – URL : http://www.rstanok.ru/ai·ticles/article_l11.php (дата обращения: 20.03.2023). – Текст : электронный.
Завод станков : сайт. – URL : http://www.stankozavod.biz/instruments/modtok.php (дата обращения: 25.03.2023). – Текст : электронный.
Продажа станков на Урале : сайт. – URL : http://www.uralsyst.ru/product/ (дата обращения: 10.02.2023). – Текст : электронный.
Станкостроение в России : сайт. – URL : http://jnc-cnc.com/ (дата обращения: 16.02.2023). – Текст : электронный.
Производство станков : сайт. – URL : http://www.bsystem.ru/complex/04.php (дата обращения: 21.02.2023). – Текст : электронный.
Федоров А.А. Основы электроснабжения промышленных предприятий. Издание 2-е, переработанное и дополненное. □ М.:Энергия, 1972.
Кудрин Б.И. Прокопчик В.В. Электроснабжение промышленных предприятий. О Минск: Высш. шк., 1988. - 358 с.
Князевскнй Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий. -М.: Высш. шк. 1986. -400 с.
Правила устройства электроустановок/Минэнерго СССР. - 6-е издание, переработанное и дополненное. М.: Энергоатомиздат, 1985.
Производство аппаратов : сайт. – URL : http://www.schneideirelectric.ru/sites/russia/ru/home.page (дата обращения: 10.05.2023). – Текст: электронный.
Соколов Н.Г. Расчеты по автоматизированному электроприводу металлорежущих станков: учеб. пособие/Н.Г. Соколов, В.А. Елисеев. - М.: Высш. шк., 1969.
Андреев Г.И. Электроприводы главного движения металлообрабатывающих станков с ЧПУ/Г.И. Андреев. -М.: Машиностроение, 1980.
Сандлер А.С. Электропривод и автоматизация металлорежущих станков/А.С. Сандлер. -М.: Высш. шк., 1972.
Справочная книга для проектирования электрического освещения. Под редакцией Г.М. Кнорринга О Л.; Энергия, 1976.
Согласно рекомендациям ПУЭ расчету по экономической плотности тока не подлежат силовые сети до 1 кВ при числе часов использования максимума нагрузки (Тм) менее 4000-5000 часов и все осветительные сети.
В связи с многообразием режимов работы ЭП (по Тм), совместным питанием силовой и осветительной нагрузок в проектной практике при расчете цеховых сетей напряжением до 1 кВ любого назначения фактор экономической плотности тока, как правило, не учитывается [8]. Практически по экономической плотности тока рассчитываются лишь сети постоянного тока в электролизных установках, для которых Тм>8000 часов. Практика показала, что выбранные по экономической плотности тока сечения проводников в сетях напряжением до 1 кВ в 2-3 раза превышают расчетные сечения по техническим условиям.