Расчет и выбор электропривода производственной установки для правки и резки арматурной стали гладкого и периодического профилей, поступ

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

 

Институт электронно-дистанционного обучения

 

Кафедра автоматизации производственных процессов

 

 

 

Расчет и выбор электропривода производственной установки для правки и резки арматурной стали  гладкого и периодического профилей, поступающей в бунтах (установка типа СМЖ – 357)

 

Пояснительная  записка

(АПП. 220700.022. ПЗ)

 

 

 

 

 

 

 

 

Руководитель:

__________________Драчёв В.А.

(подпись)

____________________________

(оценка, дата)

Выполнил студент гр. 2207

_________________Козлов А.Ю.

(подпись)

____________________________

(дата)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

 

Институт электронно-дистанционного обучения

 

Кафедра автоматизации производственных процессов

 

 

 

 

 

 

 

ЗАДАНИЕ

 на курсовую работу

 

 

Тема: Расчёт и выбор АЭП установки правки и резки стали.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Студент: Козлов А.Ю.

Дата выдачи _______________20___г.

Срок выполнения: ________________

Руководитель: ____________________

 

 

Задание к курсовому проектированию по курсу ЭМС. Вариант 22(1).

 

Разработать структурно-конструктивную схему производственной установки, электрические принципиальные схемы и логическую программу управления электроприводами производственной установки для правки и резки арматурной стали  гладкого и периодического профилей, поступающей в бунтах (установка типа СМЖ – 357) с учётом выполнения функциональных возможностей и составом силовой части электрооборудования и произвести расчёт и выбор электроприводов в соответствии с требованиями, изложенными в разделе 8 [10] по ниже приведённым исходным данным.

Состав  силовой  части электрооборудования агрегата:

М1 – электродвигатель привода правильного барабана, асинхронный с короткозамкнутым ротором, трёхфазный, нереверсивный, двухскоростной;

М2 – электродвигатель привода подачи арматурной стали, асинхронный с короткозамкнутым ротором, трёхфазный, нереверсивный, двухскоростной;

М3 – электродвигатель привода конвейера удаления отрезанных прутков, асинхронный с короткозамкнутым ротором, трёхфазный, нереверсивный, односкоростной;

YA1 – электромагнит фиксации ножа, 2-х фазный, переменного тока, Uпит = 380 В.

Функциональные возможности релейной схемы управления и логической программы LOGO!:

1. дистанционное управление электроприводами;
2. включение электроприводов в следующей последовательности:
3. включение привода конвейера;
4. одновременное включение привода правильного барабана и привода подачи одним элементом управления;
5. предварительный выбор скорости вращения привода правильного барабана и привода подачи при помощи ключей управления, установленных в силовой части (главные цепи) схемы управления;
6. выбор длины отрезаемых прутков производится включением в цепь управления электромагнита фиксации механизма реза, одного из пяти конечных выключателей, установленных на приёмном устройстве, путём блокировки ключом управления включения остальных четырёх выключателей;
7. блокировка (останов) приводов М1 и М2 при нахождении подвижного ножа в нижнем положении свыше времени Δt1 (т.е. при заклинивании ножа) при помощи конечного выключателя;
8. наличие блокировок охранного заграждения (кожуха) правильного барабана и механизма тяговых валков, прекращающих работу электроприводов М1 и М2 при открытии кожухов при работе электроприводов, а также невозможность включения вышеуказанных электроприводов в случае умышленного предварительного нарушения целостности охранного заграждения;
9. подключение пяти конечных выключателей к шкафу управления через штепсельные разъёмы;
10. наличие торможения электроприводов М1 и  М2 способом противовключения: электропривод М1 тормозится противовключением через токоограничивающие тормозные сопротивления, электропривод  М2 тормозится прямым противовключением;
11. контроль усилия на тяговых валках по величине тока электропривода М2;
12. световая сигнализация выбора скоростного режима работы электроприводов М1 и М2;
13. наличие необходимой электрической защиты главных цепей электроприводов и схемы управления.

 

Исходные данные для расчёта мощности электродвигателей производственной установки:

Привод правильного барабана: мощность электродвигателя данного механизма определяется по нагрузочной диаграмме электропривода, выданной преподавателем, осуществляющим руководство курсовым проектированием.

Привод подачи арматурной стали: мощность электродвигателя данного механизма определяется по нагрузочной диаграмме электропривода, выданной преподавателем, осуществляющим руководство курсовым проектированием.

Привод ленточного наклонного конвейера: подача конвейера = 1 – 18 м3/ч: 2 – 10 м3/ч: 4 – 14 м3/ч; длина конвейера = 1 – 12 м: 2 – 15 м: 4 – 18 м; высота подъёма конвейера = 1 – 3 м: 2 – 2 м: 4 – 4 м; передача = 1 – червячная: 2 – зубчатая цилиндрическая: 4 – зубчатая коническая.

Электромагнит фиксации ножа: мощность управления РУПР = 1 – 70 ВА: 2 – 35 ВА: 4 – 50 ВА.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Руководитель:__________________

(подпись)

Задание принял к исполнению:

_______________________________

(подпись) 

Рисунок 1. Нагрузочная диаграмма М1

 

Рисунок 2. Нагрузочная диаграмма М2

 

 

Реферат

 

В данной курсовой работе произведен выбор электродвигателей по мощности. Разработана принципиальная схема работы и логическая программа управления электроприводами заданной установки с подбором аппаратуры.

Курсовой проект содержит пояснительную записку, состоящую из 25 листов, 10 рисунков, 15таблиц, 17 литературных источников.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

 
Введение

Правильно-отрезные станки являются важнейшими в общем комплексе оборудования для заготовки арматуры. Они позволяют механизировать трудоемкие процессы размотки, правки, очистки, отмеривания и резки на мерные длины. Эти операции осуществляются с помощью автоматических правильно-отрезных станков.

Правильно-отрезной станок СМЖ-357 (рис. 3) предназначен для правки и резки арматурной стали классов A-II и А-Ш, поступающей в бухтах.

Станок смонтирован на сварной раме, на которой установлены механизмы тянущих роликов, правки проволоки, резки ее на прутки требуемой длины, а также приводов механизмов. Под действием тянущих роликов арматурная проволока поступает в правильный барабан.

Выправленная проволока через ножевую втулку подается в канал приемного устройства до упора, устанавливаемого на мерную длину; при нажатии на него проволоки срабатывает конечный выключатель отмеривающего механизма, давая сигнал на включение механизма реза. В момент реза направляющая рейка открывает канал приемного устройства. Отрезанный стержень падает в накопитель, после чего рейка возвращается в исходное положение. Внешний вид правильно-отрезного станка представлен на рисунке 1

Рисунок 3. Правильно-отрезной станок СМЖ—357: 
Приемное устройство; 3 — электрооборудование; 4 — правильно-отрезной станок; 5 — ограждение; 6 — размоточное устройство

 

1. Расчет мощности электродвигателя по нагрузочной диаграмме методом эквивалентной мощности

 

1.1 Определение  режима работы электропривода  по нагрузочной диаграмме

Выбор мощности двигателей М1 и М2 осуществляем на основании имеющихся графиков нагрузки Р=f(t) (рис1.1), (рис.1.2) для продолжительного номинального режима работы (S1), как видно из графиков. Для привода М1 диаграмма представлена для первой скорости вращения, для привода М2 для второй скорости вращения. Продолжительный номинальный режим – это режим работы двигателя с неизменной или изменяющейся нагрузкой, продолжающейся столько времени, что превышение температуры всех частей двигателя достигает установившихся значений. Для этого график разбивается на отдельные участки времени t1, t2 и  т.д., после этого выполняется расчёт эквивалентной мощности.

 

 

Рисунок 4. Нагрузочная диаграмма электропривода М1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 5. Нагрузочная диаграмма электропривода М2

 

1.2 Расчет  эквивалентной мощности

Эквивалентная мощность для заданных нагрузочных диаграмм (рис.1.1) и (рис.1.2) определяем по формуле:

где ti – время работы двигателя (мин);

Pi – значение мощности в данный момент времени (кВт)

 

Для электропривода М1

 

 

 

Для электропривода М2

 

 

 

 

1.3 Предварительный  выбор электродвигателя

Частота  вращения правильного барабана сильно зависит от диаметра, класса арматурной стали и длинны отрезаемых стержней, поэтому для эффективного снятия стружки необходимо, чтобы двигатель мог работать с высокой скоростью значит, двигатель необходимо выбрать более высокоскоростной

Для осуществления стабильной и равномерной подачи арматуры имеющей различный профиль и диаметр необходимо чтобы привод М2 развивал достаточно высокий момент на обеих скоростях.

 

Из выше перечисленных требований электродвигателя выбираем двигатели М1 АИР132S4/2, М2 АИР132М4/2. Основные технические данные двигателей приведены в таблице 1

Таблица № 1 Выбор двигателя

 

1.4 Проверка электродвигателя на перегрузочную способность

После выбора электродвигателя по методу эквивалентной мощности необходимо произвести проверку на перегрузочную способность, которая характеризуется коэффициентом перегрузки. Для того чтобы удовлетворить требованиям кратковременных перегрузок для данного привода, необходимо, чтобы максимально допустимый момент двигателя Мmax,дв был больше максимального момента действующего со стороны нагрузки Ммах действ.

 

 

Для М1 максимальный момент со стороны нагрузки

 Н*м

 

Для М2 максимальный момент со стороны нагрузки

 Н*м

 

Максимальные моменты со стороны двигателя высчитаем из табличных значений.

Для привода М1 Ммах дв составляет 97.5 Н*м, для М2 Ммах дв 99.2 Н*м.

Сравним полученные значения:

для М1 45.6<97.5

для М2 34.5<99.2

Из полученных неравенств видно, что двигатели имеют достаточную перегрузочную способность.

Проведем также проверку по пусковому моменту двигателя Мп. он должен быть больше начального статического момента, создаваемого производственной машиной или приводным механизмом Мст.нач . Пусковые моменты высчитаем из табличных значений. Для М1 Мп составит 78 Н*м, для М2 Мп составит 83.7 Н*м. Максимальный статический момент составит:

 

 для М1  Н*м.

 

для М2  Н*м.

Из полученных неравенств для М1 78>27.2, для М2 83.7>27.2 видно, что условие выполняется, следовательно по данным условиям двигатель выбран верно.

 

1.5 Окончательный выбор электродвигателя

Исходя из полученных по нагрузочной диаграмме данных выбираем в качестве привода М1 электродвигатель АИР132S4/2 с номинальной мощностью 6 кВт на первой скорости и 7,1 кВт на второй скорости, в качестве привода М2 выбираем электродвигатель АИР132М4/2 с номинальной мощностью 8,5 кВт на первой скорости и 9,5 кВт на второй скорости.

 

2. Расчет и выбор типа электродвигателя  производственной установки

 

M1 -. АИР132S4/2 электродвигатель привода правильного барабана, асинхронный с короткозамкнутым ротором, трёхфазный, нереверсивный, двухскоростной. Технические характеристики приведены в таблице 1.

Привод правильного барабана, должен обладать высокой скоростью для эффективного выравнивания арматурной стали, поэтому выбран двигатель с максимально возможной скоростью 1500/3000 об/мин

Для полной защиты персонала от соприкосновения с вращающимися и токоведущими частями, а так же защите от вредных отложений пыли внутри машины с защитой от брызг, выбираем степень защиты IP 54

Система охлаждения двигателя IC 041 по ГОСТ 20459 (МЭК 60034*6). Двигатели выполнены в закрытом обдуваемом исполнении, имеют станину с наружными продольными охлаждающими ребрами. Охлаждение осуществляется путем обдува станины внешним центробежным вентилятором, расположенным на валу двигателя со стороны противоположной приводу и закрытым защитным кожухом

IM3001 двигатель без лап с подшипниковыми  щитами и фланцем на одном  подшипниковом щите с одним  цилиндрическим концом вала;

Двигатели имеют изоляционную систему класса нагревостойкости F (температурный индекс 155°С). Сердечники статора и ротора электродвигателей изготавливаются из штампованных листов высококачественной электротехнической стали, легированной кремнием. Сталь имеет термостойкое электроизоляционное покрытие. Сердечники статора скрепляются скобами.