Файл: Комаров, А. Ф. Наладка и эксплуатация электрооборудования металлорежущих станков.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 132
Скачиваний: 0
А. Ф. Комаров
Наладка и эксплуатация электро
оборудования
металлорежущих
станков
«МАШИНОСТРОЕНИЕ» • 1974
6П 4.6.08_______________________ _
УДУ (621.9.06£:Ф21 .eiSjniga^ 004.lj
! |
каучно-тьгнмчсоиая |
I |
| |
библио.ека -CP |
J |
| |
ЭКЗЕМПЛЯР |
|
| |
Ч -ГАЛЬКОГО ЗА Л А |
[ |
W- 32202
Комаров А. Ф.
К 63 Наладка и эксплуатация электрооборудования металлорежущих станков. М., «Машиностроение», 1975.
384с. с ил.
Вкниге рассмотрены принципы построения, а также особенности эксплуатации и наладки основных элементов электрооборудования современных металлорежущих станков. Описаны наиболее распро страненные принципиальные электрические схемы; приведены сведения по эксплуатации и наладке с учетом требований техники безопасности;
даны рекомендации по устранению часто встречающихся неисправно стей в электрических схемах металлорежущих станков.
Книга предназначена для электромонтеров, наладчиков и мастеров, занимающихся эксплуатацией, ремонтом н наладкой электрооборудо вания станков.
31304-102 |
6П4.6.08 |
102-74 |
К 038 (01)-74
Редактор канд. техн. наук А. М. Мейстель Рецензент лауреат Государственной премии Э. И. Минскер
© Издательство «Машиностроение», 1974 г,
ВВЕДЕНИЕ
Пятилетним планом развития народного хозяйства нашей страны предусматривается: довести производство металлорежущих станков в 1975 г. до 230—250 тыс. штук; Обеспечить опережающий рост производства металлооб рабатывающих станков с числовым программным управ лением; расширить выпуск станков высокой и особо высокой точности; освоить производство агрегатированных комплексов общепромышленных приборов и средств автоматизации с повышенными эксплуатационными пока'' зателями и повышенной надежности.
Металлорежущие .станки предназначены для изгото вления деталей путем механической обработки заготовок режущим инструментом. Согласно классификации экспе риментального научно-исследовательского института ме таллорежущих станков (ЭНИМС), металлорежущие станки, серийно выпускаемые в Советском Союзе, подраз деляются на девять групп: 1) токарные; 2) сверлильные и расточные; 3) шлифовальные и полировальные; 4) ком бинированные; 5) зубо- и резьбообрабатывающие; 6) фре зерные; 7) строгальные; 8) разрезные; 9) разные.
Зная эту классификацию, можно по обозначению модели станка определить, к какой из групп он относится, например: 1К62 — к токарной группе, 2Н125 к группе сверлильных и расточных станков, ЗГ71 — к шлифоваль ной и т. д.
Независимо от относительного перемещения инстру мента и детали можно выделить два основных движения: главное и подачи. Помимо этих основных движений в станке могут быть выделены также другие виды движе ния, в том числе, позиционное. Позиционным движением называется перемещение рабочего органа станка в проме жутке времени между операциями обработки, в процессе которого осуществляется взаимная координация инстру мента и детали в целях последующей обработки.
3
В станках есть такие устройства, в которых осуще ствляются движения, имеющие вспомогательный харак тер, например, в зажимных приспособлениях, загрузоч ных устройствах и т. д.
Устройства, предназначенные для осуществления всех вышеописанных движений, называются приводами. Их подразделяют на четыре группы: главного движения, подачи, позиционные и вспомогательные. Каждый привод состоит из электродвигателя и кинематической цепи: редукторы, вариаторы, ременные и цепные передачи, муфты и т. п. Электрогидравлические приводы включают в себя также различные элементы гндрооборудования (в книге электрогидравлические системы не рассмот рены).
Электродвигатели и муфты с электрическим управле нием подключены к системам управления электроприво дом. Взаимодействие рабочих органов в современных станках автоматизировано с помощью различных дат чиков обратной связи. Системы управления электропри водом и системами автоматического электропривода обычно дополняются вспомогательными элементами, слу жащими для защиты устройств станка от перегрузки, электродвигателей от перегрева, рабочего от травмы и т. д.
Современные металлорежущие станки характеризуются высокой степенью автоматизации, большим числом вклю чений аппаратов управления, частыми реверсами электри ческих двигателей. В большинстве случаев они работают в напряженных режимах и при этом должны обеспечи вать высокую стабильность и надежность. Поэтому совре менные станки требуют высокой квалификации обслужи вающего персонала.
Обслуживание современного станка требует от рабо- чего-станочника знания принципа действия основных узлов электрооборудования, а от рабочего-электрика — знания функционального назначения всех элементов станка и особенностей технологического процесса обра ботки.
Для улучшения эксплуатации электрооборудования станков на большинстве крупных и средних предприятий созданы и успешно работают электротехнические лабора тории при отделах главного механика и главного энерге тика. Одной из основных задач таких лабораторий яв ляется наладка электрической части металлорежущих
4
станков и другого технологического оборудования. Однако наладочные работы, выполняемые лабораториями, должны дополняться грамотным обслуживанием станка цеховыми электриками, что требует их участия в наладочных работах, выполняемых лабораториями по конкретным станкам.
Под наладкой электрооборудования понимают процесс восстановления первоначальных или настройка необхо димых характеристик электрических машин, аппаратов и схем автоматического регулирования.
Различают три вида наладки электрооборудования: первичную — перед контрольным испытанием и сдачей станка на заводе-изготовителе; контрольную — перед сда чей станка в постоянную эксплуатацию; вторичную — после планового ремонта или после какого-либо наруше ния нормальной работы в процессе эксплуатации.
Основное внимание в книге уделено рассмотрению двух последних видов наладки. Условные графические обозначения элементов электрических схем приведены в приложении.
Рассмотрение вопросов наладки и эксплуатации элек трооборудования металлорежущих станков связано с не обходимостью преодоления двух основных трудностей. Первая из них заключается в том, что работа наладчика невозможна без знания конструкции и принципа действия всех элементов схем электрооборудования — аппаратов, машин и т. д. Вторая трудность вызвана постоянной сменой станочного парка, а также непрерывным изме нением элементов электрических схем станков — модели и типы применяемых аппаратов и машин меняются при мерно каждые 10 лет. Даже в пределах одной модели станка можно заметить результаты этого естественного процесса: в первых выпусках модели применены одни аппараты и схемные решения, тогда как в последних выпусках той же модели используются другие элементы электрооборудования; схемы, разумеется, также пре терпевают изменения.
Ко всему этому эксплуатационник и наладчик должны быть подготовлены. Вот почему в книге описанию кон кретных схем электрооборудования предшествует подроб ное рассмотрение элементов электросхем, причем широ кой номенклатуры. Рассмотрены машины и аппараты, находящиеся в настоящее время в эксплуатации, но значительное внимание уделено также элементам схем,
5
заложенных при проектировании станков, выпуск кото рых только начинается. Более того, значительное внима ние уделено таким схемным техническим решениям, которые позволят рабочему овладеть новой техникой, появление которой только ожидается.
Станкостроение является отраслью промышленности, находящейся в процессе непрерывного технического пере вооружения, в особенности в части электрооборудования. И эффективность эксплуатации станочного парка в зна чительной степени зависит от способности рабочих-экс- плуатационников и наладчиков творчески приспосабли ваться к процессу постоянной замены морально устаре вающей техники новыми прогрессивными элементами и устройствами.
Ограниченный объем книги позволил включить в нее только самую необходимую информацию. В более сложных случаях читателю надлежит обращаться к источникам, указанным в конце каждого раздела книги под рубрикой «Что читать по этому разделу».
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ, ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ
ИЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ МУФТЫ
1.Асинхронные короткозамкнутые двигатели
Асинхронные короткозамкнутые двигатели получили ши рокое распространение в металлорежущих станках бла годаря ряду преимуществ перед двигателями постоянного тока: меньшей стоимости, простоте и удобству в эксплуа
тации.
Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя заключается в следующем. При включении обмоток ста тора 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 короткозамкну тая, по ней начинает протекать ток, создающий магнитное поле ротора. При взаимодействии магнитных полей ста тора и ротора создается момент, вращающий ротор в на правлении вращения магнитного поля статора, однако частота вращения ротора несколько меньше частоты вра щения магнитного поля статора, называемой синхронной. Ротор как бы проскальзывает относительно магнитного поля статора. Отставание частоты вращения ротора от синхронного характеризуется скольжением
где пс — синхронная частота вращения в об/мин; пр — 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 возра стает, магнитное поле статора чаще пересекает обмотку ротора, сила тока в обмотке ротора увеличивается, магнит
7
ный поток двигателя уменьшается. Однако уменьшение магнитного потока вызывает уменьшение э. д. с., наводи мой в обмотке статора. С уменьшением этой э. д. с. уве личивается сила тока статора, величина которого ограни чивается э. д. с. статора, а это вызывает увеличение ма гнитного потока двигателя до его прежней величины. Таким образом, магнитный поток двигателя при измене нии нагрузки практически остается неизменным за счет изменения токов в обмотках ротора и статора. При чрез мерно большой нагрузке токи в обмотках статора и ротора могут повысить допустимые значения, и обмотки двига теля сгорят.
Нагрузка на валу двигателя называется статическим моментом. При работе двигателя в установившемся режиме статический момент уравновешен моментом, развиваемым двигателем. Величина этого момента определяется произ ведением силы на плечо (рис. 1).
Пример. Двигатель поднимает гирю массой 5 кг с по мощью шкива, имеющего радиус 10 см. Если гиря подни мается с постоянной скоростью, значит имеет место уста
новившийся режим |
работы. Статический режим на |
валу |
|
/И0 = 5кгс-10см |
= 5 0 кгс-см = |
0,5кгс-м = 9,8 |
х |
Х0,5 кгс-м2 = 4 ,9 |
Н-м. |
|
Поскольку режим работы установившийся, двигатель ный момент равен статическому
Л4Д= М С= 0,5 кгс-м.
Мощность, развиваемая двигателем, в кВт
©
Рис. 1. К расчету статического мо мента нагрузки
р ___Мп_
У75 -
Например, если в рас смотренном случае частота вращения двигателя п = = 1450 об/мин, то
D |
0,5-1450 |
„ _ , |
D |
Р = |
975"-= |
° '74 |
КВТ‘ |
Установившиеся ре жимы работы асинхронных электродвигателей могут быть описаны с помощью
8
s
Рис. 2. Механические характеристики асинхронных двигателей (вели чины моментов и токов даны в долях от номинального значения):
а — обычного исполнения; б — с повышенным пусковым моментом; в — с по* вышенным скольжением; г — с ферромагнитным ротором, т. е. для двигателя, у которого вместо ротора вставлен стальной монолитный цилиндр; д — зави симость тока статора от нагрузки
механических характеристик, которые показаны на рис. 2 для различных двигателей. Зависимость силы тока статора от нагрузки имеет у всех двигателей примерно одинако вый характер. При неподвижном роторе ток статора велик. Именно с неподвижного состояния начинается разгон дви гателя при каждом пуске.
Пуск асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором сопровождается скачком тока от нулевого зна чения до некоторой величины, называемой пусковым то ком. Величина пускового тока достигает 4—8-кратного значения номинального тока двигателя. Это объясняется тем, что в момент пуска вращающееся магнитное поле статора индуктирует в неподвижном роторе э. д. с. зна чительной величины, а полное сопротивление обмотки ротора в этот момент весьма незначительно, так как оно определяется только активным сопротивлением обмотки.
При включении двигателя на его валу появляется вра щающий или пусковой момент, значение которого при
водится |
в каталогах. |
|
|
Если на валу двигателя имеется статический момент, |
|||
равный |
номинальному, то |
время |
разгона (в секундах) |
до номинальной скорости |
|
|
|
|
j __ г м ном |
__G D ~___ |
,гном |
|
М эф — М а |
375 М эф — М а ’ |
9