ЭП и автоматизация привода станка модели ІК825Ф2

МИНВУЗ  УССР

 

 

ДОНБАССКИЙ  ГОРНО – МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ  ИНСТИТУТ

 

Кафедра   ЭАПП

 

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ  ЗАПИСКА

 

К ДИПЛОМНОМУ ПРОЕКТУ НА ТЕМУ:

......................................................................................................................

............Электропривод и автоматизация главного привода...... .......................специального вальцетокарного станка.................... .........................................модели IK 825 Ф2…………..........................

.......................................................................................................................

.......................................................................................................................

.......................................................................................................................

.......................................................................................................................

.......................................................................................................................

.......................................................................................................................

.......................................................................................................................

 

 

Студент группы....

^{(шифр, фамилия и инициалы)} (  )

Руководитель  проекта:   (  )

Консультанты:...................................... (  )

экономика  (  )

охрана труда  (  )

нормоконтроль  (  )

технический контроль  (  )

(  )

(  )

Заведующий  кафедрой:   (  )

 

 

 

 

 

 

г.

 

РЕФЕРАТ

 

 

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА, СИСТЕМА  ПОДЧИНЕННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ, КОНТУР ТОКА, КОНТУР СКОРОСТИ, КОНТУР МОЩНОСТИ, ПРОЦЕСС  РЕЗАНИЯ, ОПТИМАЛЬНАЯ НАСТРОЙКА  РЕГУЛЯТОРОВ.

 

Проект содержит: 89 страниц, 29 рисунков, 8 таблиц, 16 источников.

Объект исследования — главный  привод вальцетокарного калибровочного станка модели IK 825 Ф2.

Цель работы — разработка высокоточной системы стабилизации мощности резания  вальцетокарного калибровочного станка модели IK 825 Ф2.

Методами теории оптимального управления синтезирована система стабилизации мощности резания, проведено исследование синтезированной системы на математической аналоговой модели.

В результате исследования разработана  система стабилизации мощности резания, обеспечивающая низкую чувствительность к параметрическим возмущениям.

Основные конструктивные и технико-эксплуатационные показатели разработанной системы:

• высокая точность стабилизации мощности резания на заданном уровне;
• достаточно большое быстродействие системы;
• малая чувствительность к изменению параметров объекта управления.

Настоящая система управления может  быть использована не только в данном вальцетокарном станке, но и в тяжелых  токарных и токарно-винторезных  станках, где есть необходимость  ограничить мощность, выделяемую с  главного привода станка или мощность резания на практически любом заданном уровне.

Эффективность разработанной системы  управления определяется применением  оптимальных регуляторов, а также  использованием современной элементной базы.

 

 

Форма № У-9. 01

Утв. Приказом Минобр. Украины

от 3 августа 1984г. № 253

 

…...…………….Донбасский горно-металлургический институт…………..….

^{(наименование  вуза)}

Факультет………АПП……………….………..Кафедра……….. ………ЭАПП……………………………

Специальность……………………………….2105…………………………………………………………….…

УТВЕРЖДАЮ:

 

Зав. кафедрой………………………………

«……»……………………..…….…20..…г.

ЗАДАНИЕ

НА ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ  (РАБОТУ)  СТУДЕНТУ

…………………………Луцкому Александру Михайловичу………………….....

(фамилия, имя, отчество)

1. Тема проекта  (работы)……Электропривод и автоматизация главного привода специального ....................

..............................вальцетокарного  станка модели IK 825 Ф2…………………………………………………….....

……………………………………………………………………………………………………………..…………….. .………………………………………………………………………………………………….......................................

утверждена   приказом   по   институту   от   «…..…»………………………….….г. №…............…………………..

2. Срок сдачи студентом законченного  проекта (работы)…………………………….............…………..…………..

3. Исходные данные к проекту  (работе)……………………………………………………………………...…….......

......Электродвигатель 2ПН300L, Р_н = 110 кВт, I_н = 350 А, U_н = 220 В..........................................................................

......Преобразователь  КТЭУ 400/220 - 03222, Р_н = 122 кВт, I_н = 500 А, U_н = 220 В ....................................................

......Система  стабилизации мощности резания  (трехконтурная, с внутренними  контурами тока и скорости).........

..............................................................................................................................................................................................

…………………………………………………………………………………………………………………..................

4. Содержание расчетно-пояснительной  записки (перечень подлежащих  разработке вопросов)……………….....

—  выбор и проверка электродвигателя, расчет динамических параметров системы электропривода;....................

—  синтез системы автоматического  регулирования , анализ работы системы  с использованием пакета МАСС;...

—  экономическое обоснование  внедрения новой системы электропривода;...............................................................

—  проработка вопросов охраны труда  при работе на вальцетокарном калибровочном  станке модели IК 825 Ф2.

5. Перечень графического  материала (с точным указанием  обязательных чертежей)………………………….........

—  кинематическая схема электропривода главного движения вальцетокарного  калибровочного станка;...............

—  математическая схема системы  электропривода, статическая характеристика системы;......................................

—  цифровая модель системы электропривода для набора в МАССе;...........................................................................

—  графики переходных процессов;...................................................................................................................................

—  конструкторские  разработки;.........................................................................................................................................

—  экономические показатели системы электропривода..................................................................................................

...……………………………………………………..........…………………………………………………………..….... …………………………………………………………………………………………………………………..................

 

6. Консультанты по  проекту (работе), с указанием относящихся к ним разделов проекта

 

Раздел	Консультант	Подпись, дата
		Задание выдал	Задание принял
Экономика
Охрана труда
Технический контроль
Нормоконтроль

 

7. Дата выдачи задания     ……… …..г.............................

Руководитель ........................................................

^{(подпись)}

Задание принял к исполнению...........................

^{(подпись)}

КАЛЕНДАРНЫЙ   ПЛАН

№  п-п	Наименование этапов дипломного проекта (работы)	Срок выполнения этапов работы (проекта)	Примечание
1	Расчет скорости и мощности резания
2	Выбор и проверка электродвигателя
3	Выбор системы электропитания станка
4	Расчет динамических параметров системы  ЭП
5	Синтез систем автоматического  регулирования
6	Анализ работы системы автоматического
	регулирования
7	Экономическое обоснование внедрения
	новой системы электропривода
8	Охрана труда
	Оформление пояснительной записки

 

Студент – дипломник  …………………………….

^{(подпись)}

Руководитель проекта  …………………………….

^{(подпись)}

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.......................................................................……..5

1. Общие сведения о механизме и требования к электроприводу..............................................................................……..6
1. Техническая характеристика станка..............................…6
2. Требования к электроприводу главного движения......….9
2. Выбор и проверка электродвигателя.............................….11
3. Сведения о системе электропитания станка.................….17
4. Расчет динамических параметров системы....................…19
5. Синтез системы автоматического регулирования........….26
1. Расчет контура тока.........................................................…26
2. Расчет контура скорости................................................….31
3. Расчет контура мощности и процесса резания..............…35
4. Расчет статической характеристики системы................…40
5. Разработка датчика мощности........................................….42
6. Анализ работы системы автоматического регулирования с использованием пакета МАСС.......................................……47
7. Экономическое обоснование внедрения системы электропривода.........................................................................……....59
1. Выбор объекта для сравнения........................................….59
2. Расчет капитальных затрат.............................................….59
3. Расчет и сопоставление эксплуатационных расходов..…60
1. Расчет амортизационных отчислений.........................….60
2. Расходы на потребляемую электроэнергию..............…..64
3. Затраты на текущий ремонт.........................................….65

7.4. Расчет прочих расходов...............................................……69

7.5. Расчет эффективности проектируемой системы.....……..70

8. Охрана труда...................................................................…...72
1. Параметры микроклимата...............................................….73
2. Мероприятия по электробезопасности проектируемой установки.........................................................................…….75

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...............................................................….….86

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК……………….............................….….88

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

В связи с выходом отечественных  производителей металлопродукции на внешний рынок и производством проката по стандартам ASTM, DIN и другим, к его качеству и геометрическим размерам предъявляются повышенные требования, зачастую превышающие требования существующих ГОСТов и технических условий.

Качество металлопроката  и геометрические размеры профилей, в том числе и производимых станом 600 Алчевского металлургического комбината, зависят от многих факторов, одним из которых является качество изготовления и точность обработки поверхности валков черновых и чистовых клетей прокатных станов.

В соответствии с рабочими калибровками и монтажами валков в вальцетокарной мастерской сортопрокатного цеха производится обработка и расточка валков черновых и чистовых клетей. Для этих целей применяется станок типа IK 825 Ф2, который предназначен для обработки валков как сортовых, так и листовых прокатных станов.

При обработке валков, имеющих неоднородную структуру и различные физико-механические свойства, возникают броски мощности резания, которые отрицательно влияют на качество поверхности валков и точность геометрических размеров готового проката.

В связи с этим в данном проекте  была предложена система стабилизации мощности резания на заданном уровне, что  оказывает положительное влияние на качество поверхности обрабатываемых валков.

 

 

 

 

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕХАНИЗМЕ  И ТРЕБОВАНИЯ К ЭЛЕКТРОПРИВОДУ

 

Станок вальцетокарный калибровочный  специальный модели IК 825 Ф2 с цифровой индикацией и управлением (УЦИ) предназначен, согласно [15] для обработки и калибровки наружных поверхностей прокатных валков в специальных калибровочных люнетах. На станке не предусматривается обработка деталей со смещенным центром тяжести относительно оси вращения типа эксцентриковых и коленчатых валов, конусных деталей с неуравновешенными массами.

Управление основными движениями станка (перемещение суппортов по осям X и Z) осуществляется от УЦИ. Операции, связанные с переключением ступеней главного привода, регулированием скорости вращения шпинделя и подач суппорта, перемещение и фиксация задней бабки, перемещение пиноли, установка и зажим изделия, установка люнеты, установка и зажим режущего инструмента на суппорте выполняются от органов управления, расположенных на этих сборочных единицах без учета УЦИ, то есть эти операции не программируются.