работа по дисциплине «Контроль и автоматизация» на тему: «Автоматизация привода подачи стола вертикально-сверлильного станка модели 2А150» (стр. 1 из 2)
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Тульский государственный университет
Кафедра физико-химических процессов и технологий
Курсовая работа
по дисциплине «Контроль и автоматизация»
на тему: «Автоматизация привода подачи стола вертикально-сверлильного станка модели 2А150».
Выполнила: студентка гр. 430141
Макарова А.С.
Проверил: к.т.н., доц.
Коробочкин А.И.
Тула 2008
Содержание
| 1. Введение | 3 |
| 2. Общие сведения | 4 |
| 3. Вертикально-сверлильный станок 2А150 описание | 6 |
| 4. Кинематическая схема | 7 |
| 5. Автоматизация привода. Кинематическая схема | 13 |
| 6. Электрическая схема модернизированного станка | 15 |
| 7. Заключение | 16 |
| 8. Библиографический список | 17 |
Высокие требования, предъявляемые к точности и качеству деталей машин, а также применение труднообрабатываемых материалов в машиностроении приводят все больше к автоматизации и модернизации станков.
Металлорежущие станки, наряду с прессами и молотами, представляют собой тот вид оборудования, который лежит в основе производства всех современных машин, приборов, инструментов и других изделий для промышленности, транспорта, сельского хозяйства.
Основные требования, которые предъявляются к современному металлорежущему станку, можно формулировать следующим образом:
1. максимально возможная производительность при обеспечении необходимой и достаточной точности формы и размеров обработанного на станке изделия, необходимого и достаточного качества поверхности;
2. простота и легкость обслуживания;
3. высокая производительность на единицу веса станка и единицу занимаемой им площади;
4. технологичность конструкции, т. е. простота изготовления всех отдельных частей станка и простота сборки.
Выполнение всех этих важнейших требований представляют нередко сложную задачу, для решения которой в современном станкостроении широко используются разнообразные средства не только механики, но также и электротехники, гидравлики, пневматики.
Общие сведения
Сверлильные и расточные станки предназначены для обработки отверстий. В различных отраслях промышленности находят применение сверлильные станки следующих типов: одношпиндельные вертикально-сверлильные; радиально-сверлильные; многошпиндельные сверлильные; горизонтально-сверлильные для глубокого сверления; центровальные для получения центровых отверстий; агрегатные сверлильно-расточные; настольно-сверлильные и специализированные сверлильные.
Расточные станки бывают как общего назначения (универсальные), так и специализированные.
Универсально-расточные станки разделяются на горизонтально-расточные; вертикально-расточные; координатно-расточные.
Основными размерами, характеризующими сверлильные станки, являются наибольший диаметр сверления, ход шпинделя, номер конуса в отверстии шпинделя и др.
К сверлильным станкам общего назначения относятся вертикально-сверлильные и радиально-сверлильные.
Представление о конструкции сверлильных станков дает общий вид радиально-сверлильного станка на рис. 4.3.1.
Станок предназначен для сверления отверстий в торцах станин электрических машин, в подшипниковых щитах и т.п. Применяется в электромашиностроении.
Сверлильные станки, обычно, вертикального исполнения и содержат следующее основное оборудование:
- фундаментную плиту (1), на которой установлена неподвижная колонна (2);
- пустотелую гильзу (4), надетую на колонну (2) и поворачивающуюся на 360° вокруг колонны;
 |
- надетую на гильзу траверсу (11), которая может подниматься и опускаться вдоль колонны с помощью винта (8);
- шпиндельную бабку (10), которая может перемещаться в горизонтальном направлении по траверсе (11);
- шпиндель (12) для закрепления сверла (13), приводимый во вращение главным двигателем (9);
- кольцо зажимное (3) для закрепления гильзы (4) с траверсой (11) на колонне (2); разрезное кольцо стягивается с помощью дифференциального винта, вращаемого вручную или от отдельного ЭД;
- стол (14), на котором устанавливается обрабатываемое изделие; стол может перемещаться по направляющим назад и вперед к колонне;
- электропривод, состоящий из двигателя (9), обеспечивающего главное движение и подачу шпинделя; двигателя (6) поворота гильзы (4) с траверсой (11) вокруг колонны (2); двигателя (7) перемещения траверсы по вертикали;
- механизм перемещения (5), который обеспечивает снижение частоты вращения ЭП до требуемой.
Расточные станки предназначены для обработки крупных деталей и имеют, обычно, горизонтальное исполнение. Кроме операций сверления, можно выполнять фрезерование, нарезание резьбы и др.
Вертикально-сверлильный станок 2А150
Наиболее распространенный универсальный одношпиндельный вертикально-сверлильный станок (рис. 1) предназначен для работы в основных производственных цехах, а также в условиях индивидуального и мелкосерийного производства, в ремонтно-механических и индустриальных цехах.
Техническая характеристика вертикально-сверлильного станка 2А150
| Вылет шпинделя, мм | 350 |
| Ход шпинделя, мм | 300 |
| Ход салазок, мм | 250 |
| Конус отверстия в шпинделе, мм | Морзе №5 |
| Наружный диаметр в шпинделе, мм | 80 |
| Рабочая поверхность стола, мм | 500х600 |
| Ход стола, мм | 325 |
| Расстояние от торца шпинделя до стола, мм | 0+800 |
| Расстояние от торца шпинделя до фундаментной плиты, мм | 650-1200 |
| Габариты ДхШхВ, мм | 1550х970х2865 |
| Вес, кг | 2250 |
Рис.1 Вертикально-сверлильный станок модели 2А150 (2Н150).
На фундаментной плите 1 смонтирована колонна 2 коробчатой формы. В ее верхней части размещена шпиндельная головка 3, несущая электродвигатель 4, шпиндель 5 с инструментом 6. На вертикальных направляющих колонны установлена шпиндельная бабка 7, внутри которой размещен механизм подачи, осуществляющий вертикальное перемещение шпинделя. Поднимать и опускать шпиндель можно механически и вручную с помощью штурвала 8. Для установки заготовок и приспособлений имеется стол 9, который может перемещаться по направляющим колонны в зависимости от размеров деталей, подвергающихся обработке.
Кинематическая схема
 |
Рис.2 Кинематическая схема вертикально-сверлильного станка2А150
Изменение чисел оборотов шпинделя осуществляется с помощью коробки скоростей. Приемный вал / коробки скоростей получает вращение от электродвигателя 46 через ременную передачу 1—2. Движение валу // сообщает одна из четырех пар зубчатых колес 3—4, 5—6, 7—8, 9—10. Затем движение передается валу /// зубчатой парой 11—12 и далее шпинделю по одной из трех кинематических цепей: 12—15, 16—17 или 13-14, 16-17, или 13-14,18—19. Колеса 17 и 19 вращают втулку 20, а вместе с ней и шпиндель V. Последний связан со втулкой шлицевым соединением. В итоге шпиндель имеет 12 различных скоростей. Реверсирование шпинделя, необходимое при производстве резьбонарезных работ, осуществляется переключением электродвигателя. Рабочая подача шпинделя производится с помощью реечной передачи. Реечное колесо 41 находится в зацеплении с рейкой пиноли 43. При вращении колеса пиноль получает вертикальное перемещение вместе со шпинделем. Станок имеет девять подач, осуществляемых от шпинделя через цилиндрические зубчатые колеса 21—22, 23—24 и коробку подач.
Вращение валу VIII сообщает одна из трех передач 25—26, 27—28 или 29—30 и далее вал X – одна из трех цепей зубчатых колес 30-31, 32-33 или 30-31. Зубчатые передачи 36—37 и червячная пара 40—42 сообщают вращение реечному колесу 41.
Вертикальное перемещение стола осуществляют вручную вращением вала колеса 44 через коническую передачу 44/45-на ходовой винт.
Коробка скоростей. (рис. 3) Вертикально расположенные валы коробки смонтированы на шариковых подшипниках, что снижает потери на трение в опорах. Коробка скоростей построена по принципу множительной структуры 3x2x2= 12. Это означает, что при любой скорости вращения шпинделя в передаче движения участвует одинаковое число зубчатых колес. Следовательно, недостатком конструкции этой коробки скоростей является то, что на высоких частотах вращения шпинделя возникают повышенные потери на трение. Чтобы избежать этого, применяют коробки скоростей сложенной структуры. Сущность сложенной структуры состоит в том, что в передаче движения для получения высоких частот вращения шпинделя участвуют не все элементарные коробки, а только те из них, которые обеспечивают передачу высоких скоростей шпинделя по короткой кинематической цепи.
Рис.3 Коробка скоростей вертикально-сверлильного станка
Механизм подач (рис. 4). От девятискоростной коробки подач через муфту 19, кулачковую предохранительную муфту 20, червяк 21 движение передают на свободно сидящее на валу 4 червячное колесо 17. Соединение червячного колеса 17 с валом 4, а также поворот вручную этого вала происходят следующим образом. Подвод шпинделя к заготовке осуществляют вручную вращением штуршла 7. От кулачков полумуфты 13 штурвала вращение передается на вал 4 посредством ступицы 8, сидящей на шлицах вала 4 и снабженной торцовыми кулачками. Как только сверло достигнет заготовки, крутящий момент на валу 4 возрастет настолько, что не сможет быть передан кулачками ступицы 8 и штурвала 7, поэтому ступица 8 начнет перемещаться влево вдоль вала 4 до тех пор, пока торцы кулачков (детали 8 и 13) не встанут напротив друг друга. В этот момент кулачки полумуфты 13 повернутся свободно на валу 4 на 20° (угол 20° ограничен пазом на полумуфте 13 и штифтом 11). На ступице 8 установлен двусторонний крановый диск 15усвязанный со ступицей собачками 14. При перемещении ступицы 8 по шлицам вала 4 зубья диска 15 входят в зацепление с зубьями второго диска 16, прикрепленного к червячному колесу 17. Так передается вращение от червяка 21 червячному колесу 17, а следовательно, и валу 4, от которого и происходит механическая подача шпинделя.