Помощь студентам в учебе
МОДЕРНИЗАЦИЯ САУ ТОКАРНОГО СТАНКА МОДЕЛИ 16ГС25ФЗ
|
ВВЕДЕНИЕ '
1 СРАВНЕНИЕ ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ И ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ
1.1 Токарный станок 16А20ФЗ с ЧПУ NC210 <
1.2 Токарный станок с ЧПУ CL-1640ZX CNC S
1.3 Токарный станок с ЧПУ DMTG САК 50135 $
2 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА, ОПИСАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ, ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
2.1 Технологический процесс всего цеха, выпускаемая продукция 11
2.2 Программное управление станком модели 16ГС25ФЗ 11
2.3 Место станка в общем технологическом процессе 12
2.4 Основные технические характеристики .t 12
3 РАСЧЁТ ТРЕБУЕМОЙ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ, ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
3.1 Определение мощности двигателя главного привода 15
3.2 Определение мощности двигателя привода подачи 16
3.3 Предварительный выбор двигателя 21
3.4 Выбор рода тока и типа электропривода 22
3.5 Выбор преобразователя (комплектного электропривода) 25
4 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПО УСЛОВИЯМ НАГРЕВАНИЯ
4.1 Построение тахограммы 31
4.2 Построение нагрузочной диаграммы 35
4.3 Проверка электропривода 38
5 ВЫБОРУЧПУ
5.1 Сравнение систем УЧПУ 43
6 МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
6.1 Расчет параметров модели АД 46
7 ТЕХНИКО ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
7.1 Расчет капитальных затрат 55
7.2 Расчет эксплуатационных расходов 57
7.3 Расчет годового экономического эффекта 59
8 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
8.1 Краткое описание производственного участка 62
8.2 Анализ вредных и опасных производственных факторов 62
8.3 Выбор нормативных значений факторов рабочей среды и трудового
процесса ... 63
8.4 Охрана груда 66
8.5 Производственная санитария 68
8.6 Противопожарная безопасность 68
8.7 Экология 69
8.8 Обеспечение безопасности при угрозе чрезвычайных ситуаций 70
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 72
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 73
1 СРАВНЕНИЕ ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ И ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ
1.1 Токарный станок 16А20ФЗ с ЧПУ NC210 <
1.2 Токарный станок с ЧПУ CL-1640ZX CNC S
1.3 Токарный станок с ЧПУ DMTG САК 50135 $
2 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА, ОПИСАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ, ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
2.1 Технологический процесс всего цеха, выпускаемая продукция 11
2.2 Программное управление станком модели 16ГС25ФЗ 11
2.3 Место станка в общем технологическом процессе 12
2.4 Основные технические характеристики .t 12
3 РАСЧЁТ ТРЕБУЕМОЙ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ, ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
3.1 Определение мощности двигателя главного привода 15
3.2 Определение мощности двигателя привода подачи 16
3.3 Предварительный выбор двигателя 21
3.4 Выбор рода тока и типа электропривода 22
3.5 Выбор преобразователя (комплектного электропривода) 25
4 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПО УСЛОВИЯМ НАГРЕВАНИЯ
4.1 Построение тахограммы 31
4.2 Построение нагрузочной диаграммы 35
4.3 Проверка электропривода 38
5 ВЫБОРУЧПУ
5.1 Сравнение систем УЧПУ 43
6 МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
6.1 Расчет параметров модели АД 46
7 ТЕХНИКО ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
7.1 Расчет капитальных затрат 55
7.2 Расчет эксплуатационных расходов 57
7.3 Расчет годового экономического эффекта 59
8 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
8.1 Краткое описание производственного участка 62
8.2 Анализ вредных и опасных производственных факторов 62
8.3 Выбор нормативных значений факторов рабочей среды и трудового
процесса ... 63
8.4 Охрана груда 66
8.5 Производственная санитария 68
8.6 Противопожарная безопасность 68
8.7 Экология 69
8.8 Обеспечение безопасности при угрозе чрезвычайных ситуаций 70
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 72
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 73
В настоящее время на промышленных предприятиях большая часть станков с ЧПУ представлена оборудованием 90-х, 80-х и даже 70-х годов. Рано или поздно руководители предприятий вынуждены решать вопрос о судьбе старого парка станков. Ограниченность в ресурсах и в тоже время желание обновить станочный парк заставляет предприятия идти путем модернизации оборудования.
Модернизация станка с ЧПУ обычно ассоциируется с заменой системы ЧПУ. После замены УЧГГУ, пользователь хотел бы получить современный станок, превышающий старый по производительности и надежности.
Однако, как показывает практика, это происходит далеко не всегда. Новая система управления, после модернизации станка, безусловно, надежнее старой. Но надежность станка вряд ли увеличится, если на нём остались старые привода, измерительная система и устройства электроавтоматики. Причем возникают новые проблемы, связанные с освоением системы ЧПУ наладчиками, операторами, технологами, электронщиками. Значительного увеличения надежности можно ожидать только тогда, когда вместе с ЧПУ устанавливаются новые привода и проводится средний, а лучше капитальный ремонт электрической части станка. Но в этом случае затраты на модернизацию возрастут по меньшей мере в 3-5 раз, даже при условии приобретения самых дешевых электроприводов и выполнения работ собственными силами. Стоимость модернизации станка с ЧПУ на заводе изготовителе или на специализированном ремонтном предприятии, которая, как правило, проводится совместно с его капитальным ремонтом, обычно составляет 70-80 % от стоимости нового станка.
Конечно, надежность старых моделей систем ЧПУ и электроприводов ниже, чем современных и они периодически выходят из строя. Но если для их восстановления применить современные приборы и методы ремонта электронных устройств, то небольшая группа электронщиков справится с ремонтом всех электронных систем станков на предприятии [1].
Подводя итог вышесказанному можно отметить, что для успешной эксплуатации старого парка станков с ЧПУ достаточно выполнить замену части физически изношенных устройств станка и организовать ремонт остальных устройств станка.
Токарный станок с ЧПУ 16ГС25ФЗ оснащен устаревшей системой ЧПУ «Электроника НЦ31» с приводами «Размер 2М-5-21». Они сделаны на устаревшей элементной базе и давно сняты с производства, поиск комплектующих для них - целая проблема. И это не принимая во внимание их ограниченные возможности, низкую надежность, моральное старение [2].
Тема выпускной квалификационной работы модернизация электрооборудования токарного станка модели 16ГС25ФЗ.
Целью выпускной квалификационной работы является повышение точности выпускаемой продукции.
В рамках поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- рассчитать требуемую мощность электропривода и электрооборудования, выбор электрооборудования;
- проверить электрооборудование;
- выбрать ЧПУ;
- определить технико-экономических показателей модернизации электрооборудования.
- рассмотреть вопросы охраны труда, требований к персоналу и пожарной безопасности.
Объектом выпускной квалификационной работы является токарный станок модели 16ГС25ФЗ.
Предметом выпускной квалификационной работы является электрооборудование токарного станка модели 16ГС25ФЗ.
Модернизация станка с ЧПУ обычно ассоциируется с заменой системы ЧПУ. После замены УЧГГУ, пользователь хотел бы получить современный станок, превышающий старый по производительности и надежности.
Однако, как показывает практика, это происходит далеко не всегда. Новая система управления, после модернизации станка, безусловно, надежнее старой. Но надежность станка вряд ли увеличится, если на нём остались старые привода, измерительная система и устройства электроавтоматики. Причем возникают новые проблемы, связанные с освоением системы ЧПУ наладчиками, операторами, технологами, электронщиками. Значительного увеличения надежности можно ожидать только тогда, когда вместе с ЧПУ устанавливаются новые привода и проводится средний, а лучше капитальный ремонт электрической части станка. Но в этом случае затраты на модернизацию возрастут по меньшей мере в 3-5 раз, даже при условии приобретения самых дешевых электроприводов и выполнения работ собственными силами. Стоимость модернизации станка с ЧПУ на заводе изготовителе или на специализированном ремонтном предприятии, которая, как правило, проводится совместно с его капитальным ремонтом, обычно составляет 70-80 % от стоимости нового станка.
Конечно, надежность старых моделей систем ЧПУ и электроприводов ниже, чем современных и они периодически выходят из строя. Но если для их восстановления применить современные приборы и методы ремонта электронных устройств, то небольшая группа электронщиков справится с ремонтом всех электронных систем станков на предприятии [1].
Подводя итог вышесказанному можно отметить, что для успешной эксплуатации старого парка станков с ЧПУ достаточно выполнить замену части физически изношенных устройств станка и организовать ремонт остальных устройств станка.
Токарный станок с ЧПУ 16ГС25ФЗ оснащен устаревшей системой ЧПУ «Электроника НЦ31» с приводами «Размер 2М-5-21». Они сделаны на устаревшей элементной базе и давно сняты с производства, поиск комплектующих для них - целая проблема. И это не принимая во внимание их ограниченные возможности, низкую надежность, моральное старение [2].
Тема выпускной квалификационной работы модернизация электрооборудования токарного станка модели 16ГС25ФЗ.
Целью выпускной квалификационной работы является повышение точности выпускаемой продукции.
В рамках поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- рассчитать требуемую мощность электропривода и электрооборудования, выбор электрооборудования;
- проверить электрооборудование;
- выбрать ЧПУ;
- определить технико-экономических показателей модернизации электрооборудования.
- рассмотреть вопросы охраны труда, требований к персоналу и пожарной безопасности.
Объектом выпускной квалификационной работы является токарный станок модели 16ГС25ФЗ.
Предметом выпускной квалификационной работы является электрооборудование токарного станка модели 16ГС25ФЗ.
В данной выпускной квалификационной работе осуществлена замена устаревшей системы ЧПУ «Электроника НЦ31» с приводами «Размер 2М-5-21».
Была установлена система УЧПУ NC-201M фирмы Балт-Систем.
В качестве главного привода был выбран реверсивный комплектный электропривод PARVEX, преобразователь 690С-011-4-BS с асинхронным двигателем МА- 100 P-FB.
Для привода подачи продольного перемещения (ось Z) на основании требований технологического процесса, тахограммы и требований к электроприводу выбран и проверен по нагреву электродвигатель HM-18-22.0-020-Z. Электродвигатель НМ представляет собой синхронный вентильный электродвигатель переменного тока с возбуждением от постоянных магнитов, расположенных на роторе. В качестве силового преобразователя выбран реверсивный комплектный преобразователь серии НА, НА-75. Электропривод серий НА-НМ представляет собой регулируемые (следящие) однокоординатные реверсивные электропривода переменного тока.
Согласно выполненным расчетам данный электропривод полностью удовлетворяет технологическим параметрам механизма.
Заменена измерительная система обратной связи на фотоимпульсных датчиках BE-178, на круговые датчики типа ЛИР-158А для повышения контроля линейного перемещения ходового винта исполнительного механизма.
В данной работе произведен расчет экономического эффекта замены электрооборудования при модернизации и представлен срок окупаемости новых капиталовложений.
В разделе безопасность жизнедеятельности рассмотрены вопросы охраны труда и производственной санитарии. Отдельно рассмотрены вопросы требований к персоналу и обеспечения безопасности при угрозе чрезвычайных ситуаций.
Была установлена система УЧПУ NC-201M фирмы Балт-Систем.
В качестве главного привода был выбран реверсивный комплектный электропривод PARVEX, преобразователь 690С-011-4-BS с асинхронным двигателем МА- 100 P-FB.
Для привода подачи продольного перемещения (ось Z) на основании требований технологического процесса, тахограммы и требований к электроприводу выбран и проверен по нагреву электродвигатель HM-18-22.0-020-Z. Электродвигатель НМ представляет собой синхронный вентильный электродвигатель переменного тока с возбуждением от постоянных магнитов, расположенных на роторе. В качестве силового преобразователя выбран реверсивный комплектный преобразователь серии НА, НА-75. Электропривод серий НА-НМ представляет собой регулируемые (следящие) однокоординатные реверсивные электропривода переменного тока.
Согласно выполненным расчетам данный электропривод полностью удовлетворяет технологическим параметрам механизма.
Заменена измерительная система обратной связи на фотоимпульсных датчиках BE-178, на круговые датчики типа ЛИР-158А для повышения контроля линейного перемещения ходового винта исполнительного механизма.
В данной работе произведен расчет экономического эффекта замены электрооборудования при модернизации и представлен срок окупаемости новых капиталовложений.
В разделе безопасность жизнедеятельности рассмотрены вопросы охраны труда и производственной санитарии. Отдельно рассмотрены вопросы требований к персоналу и обеспечения безопасности при угрозе чрезвычайных ситуаций.