diplom (682974), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Максимальное усилие резки 130 т;

максимальная скорость прокатки 4,7 м/с;

минимальная скорость для максимального диаметра резки 1,74 м/с;

основная длина 2,5 м

передаточное число между ведущим валом и кривошипом 2,92;

минимальный интервал между проходом проката 2,8 сек

момент инерции на валу четырех двигателей GD²=3424 кГм² (без двигателей).

1.3 Условия и режим работы электрооборудования, требования к
электрооборудованию и электроприводу

Электропривод летучих ножниц находится в машинном зале, а не в самом цехе, т.е. он работает в благоприятных условиях –хорошая вентиляция, отсутствует загазованность, пыль, вибрация наименьшая. Электропривод металлом не нагревается, что улучшает его работу.

Электропривод клети работает в повторно-кратковременном режиме, число включений в час достигает 360.

К электроприводу предъявляются следующие требования:

а) разгон и торможение привода до рабочих скоростей при заданных углах поворота ножей за время разгона;

б) надежную работу привода при большом числе включений двигателя;

в) фиксацию с большой точностью исходного положения ножей;

г) запас кинетической энергии движущихся деталей механизма и привода, достаточный для разрезания максимальных сечений при минимальной рабочей скорости.

Все электрооборудование находится в машинном зале оно выполнено в обычном исполнении т.к. не требуется защищать его от пыли, газов и возможных механических повреждений.

Двигатели находятся в цехе на механизме в условиях повышенной запыленности высокой температуры. Двигатели выполнены пылезащищенными с принудительной вентиляцией через промежуточный охладитель.

Все электрооборудование располагается в доступном для осмотра и ремонта месте.

2 Специальная часть

2.1 Выбор рода тока, величины питающего напряжения
и системы управления электроприводом

Выбор рода тока для электрооборудования летучих ножниц имеет большое значение, т.к. с ним связаны такие показатели, как технические возможности электропривода, масса и размеры электрооборудования, надежность и простота обслуживания, капиталовложения, стоимость эксплутационных расходов.

В настоящее время существует три типа двигателей.

Асинхронный двигатель с фазным ротором. Регулирование скорости ступенчатое, путем изменения сопротивления в цепи ротора. Электропривод прост, надежен, допускает большое число включений в час при средних и больших мощностях во всех режимах работы.

Недостатком этого двигателя является значительные потери в пускорегулирующих сопротивлениях. Он не обеспечивает необходимые жесткости механических характеристик. Повышенный износ двигателя, электромеханического тормоза и контактной аппаратуры управления.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Используется для механизмов мощностью до 15 кВт в легком режиме работы. При необходимости регулирования скорости возможно использование двух или трехскоростные электродвигатели.

Двигатели постоянного тока. Применяются в электроприводах, к которым предъявляются повышенные требования в отношении регулирования скорости, а так же когда необходимо обеспечить низкие устойчивые скорости в разных режимах. Для механизмов подъема обычно используют двигатели последовательного возбуждения, т.к. они допускают большие перегрузки по моменту и имеют мягкую характеристику. Двигатели параллельного и независимого возбуждения применяют в тех случаях, когда требуются жесткие механические характеристики на низких скоростях, а так же для работы двигателя в генераторном режиме.

К электроприводу летучих ножниц предъявляются повышенные требования в отношении регулирования скорости, а так же необходимо обеспечить устойчивую угловую скорость в рабочем режиме.

Так как необходима высокая плавность регулирования скорости, а так же большой диапазон регулирования, то выбираем для привода ножниц электродвигатель постоянного тока с системой управления электроприводом типа тиристорный преобразователь–двигатель (ТП-Д). Привод реализован четырьмя двигателями постоянного тока с независимым возбуждением, взаимно механически соединенными.

2.2 Расчет мощности двигателей и их выбор

Определяем усилие, моменты и мощность резания заготовки максимального сечения 100х100 мм.

Дано: максимальная толщина заготовки 100 мм; максимальная ширина
заготовки 100 мм; предел прочности материала при температуре
900-950⁰С max=12 кГ/мм²; на участке резания радиус траектории ножей r_ср=456 мм.

Заготовка 100х100 мм разрезается в положении на ребро, при наличии закруглений по углам заготовки высота диагонали d=135 мм

1. Определяем усилие резания [2] стр. 342

П
ринимаем, что максимальное усилие резания соответствует внедрению каждого ножа в металл на половину высоты сечения, т.е. 1/2(d/2). Тогда угол приложения максимального усилия резания будет

П
лощадь сечения металла в месте приложения максимального усилия резания

Вертикальная скорость внедрения ножей в металл

С
корость деформации металла

Максимальное усилие резания, принимая коэффициенты влияния зазора между ножами и притупления ножей R₂=1,2 и R₃=1,3:

2
. Определяем момент и мощность резания

Плечо приложения максимального усилия резания

Максимальный статический момент резания

Максимальная мощность резания при к.п.д. ножниц =0,85 и угловой скорости ножниц

Для обеспечения требуемого времени разгона и уменьшения нагрузки на двигатель на привод ножниц устанавливаем четыре электродвигателя типа МКН, напряжение питания 230В, номинальный ток 3500А, мощностью 280кВт, скорость вращения двигателя 360 об/мин.

Коэффициент перегрузки двигателей по мощности резания

Допустимый коэффициент перегрузки R=2,5

3. Определяем влияние маховых масс ножниц на процесс резания

Длительность цикла одного резания при повороте суппортов на 360⁰

Длительность резания при угле резания  =30⁰=/6 и угловой скорости ножей
н=3,9 1/сек

Так как время резания незначительно по сравнению с длительностью цикла резания, то очевидно резание будет осуществляться за счет кинетической энергии маховых масс ножниц и их привода, восстанавливаемой за время

2.3 Расчет и выбор силовых элементов электропривода

Р
ассчитываем и выбираем тиристорный преобразователь, номинальный ток которого выбирается из условия, Iном.пр., А

где Iном.дв –номинальный ток двигателя, А, Iном.дв=3500А;

Хпр –перегрузочная способность преобразователя по току, Хпр=2;

Хдв –перегрузочная способность двигателя, Хдв=2,5

Выбираем тиристорный преобразователь серии КТЭУ 600В, 5кА.

Выбор трансформатора для питания тиристорного преобразователя производится по расчетным значениям фазных токов во вторичной (I2ф) и первичной (I1ф) обмотках, вторичной ЭДС и типовой мощности Sт.р.

Расчетное значение ЭДС (Е2ф) трансформатора при работе преобразователя в режиме непрерывного тока находится по требуемому выпрямленному напряжению с учетом необходимого запаса на падение напряжения в преобразователе.

Е2ф=КuКcКdКrUd,В

где Кu –коэффициент, характеризующий соотношение Е2ф/Еdo и зависящий от схемы выпрямления, 1/1,17;

Кc –коэффициент, учитывающий возможные снижения напряжения питающей сети, 1,05-1,0;

Кd –коэффициент, учитывающий неполное открывание тиристоров при максимальном управляемом сигнале, 1-1,15, при согласованном управлении;

Кr –коэффициент, учитывающий падение напряжения в преобразователе, 1,05;

Ud –напряжение тиристорного преобразователя 600В

Е2ф=1/1,171,051,151,05600=650В

Расчетное действующее значение фазного тока вторичной обмотки определяется по выпрямленному току (Id) с учетом схемы выпрямления.

I2ф=КiКI2Id,А

где Кi –коэффициент, 1;

Кi2 –коэффициент, характеризующий отношение I2ф/Id и зависящий от схемы выпрямления, 0,577;

I2ф=10,5775000=2885А

Необходимый коэффициент трансформации находится, Ктр,

Ктр=0,95U1ф/E2ф

где U1ф –номинальное фазное напряжение сети.

Ктр=0,95600/650=0,88

Расчетное значение действующего фазного тока первичной обмотки трансформатора определяется по току Id с учетом коэффициента Ктр

I1ф=КiКI1Id/Ктр, А

где КI1 –коэффициент, характеризующий отношение I1ф/Id и зависит от схемы выпрямления, 0,471.

I1ф=10,4715000/0,88=2676А

Расчетное значение типовой мощности, характеризующий расход активных материалов и габариты трансформатора, определяется как:

Sтр=КuКcКdКrКiКsUdId3, ВА

где Кs –коэффициент схемы, 1,345.

Sтр=1/1,171,051,151,0511,3756005003=1341кВА

Выбираем трансформатор типа ТСЗП-1600/10У3 Р=1615кВА, U=6 (10)кВ.

2.4 Система автоматического регулирования

2.4.1 Требования к системе автоматического регулирования

Система управления электроприводом построена по принципу подчиненного регулирования. Главный параметр регулирования — скорость вращения приводного двигателя, все остальные параметры вспомогательные и подчинены главному.

Конструкция САР должна удовлетворять следующим требованиям:

• взаимозаменяемость однотипных элементов;

• согласованность входных и выходных величин различных элементов;

• построение всех узлов на основе небольшого числа модулей.

Конструктивно САР летучих ножниц выполнена на основе блочной регулировочной системы «РЕГИСТОР». В ее состав входят все необходимые элементы: усилители, датчики регулируемых величин, задатчики (преобразователи) регулируемых величин, источники питания, вспомогательные элементы (узлы связи, ограничители, логические блоки и т. п.).

Основным элементом системы авторегулирования является операционный усилитель.

Система «РЕГИСТОР» специально предназначена и оборудована для управления тиристорными преобразователями. Комплекты модулей разделяются по функциональным признакам на блоки. Модули САР ножниц размещаются в ваннах типа А, В и С, которые находятся в шкафу «УНИСТОР В».

Характеристики

Список файлов реферата