Đồ án Tốt nghiệp: Thiết kế và Chế tạo Tủ điện Điều khiển cho Máy tiện T616

Tài liệu thiết kế và chế tạo tủ điện máy tiện T616 chi tiết. Gồm sơ đồ nguyên lý, lựa chọn thiết bị và hướng dẫn lắp đặt hoàn chỉnh cho đồ án.

• Trường học: Khoa Điện - Điện Tử
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện
• Đề tài: Thiết Kế Tủ Điện Máy Tiện T616: Sơ Đồ & Hướng Dẫn A-Z
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Máy Tiện T616 và Tầm Quan Trọng của Tủ Điện

Máy tiện T616 là một loại máy cắt gọt kim loại hiện đại được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy và xí nghiệp sản xuất. Đây là máy tiện ren vít vạn năng có khả năng thực hiện nhiều dạng gia công khác nhau trên các chi tiết kim loại. Tủ điện máy tiện T616 đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc điều khiển và quản lý các chuyển động của máy, đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình sản xuất. Sự phát triển của công nghệ tự động hóa hiện đại đã yêu cầu các tủ điện phải được thiết kế và chế tạo với độ chính xác cao, tích hợp các thiết bị điều khiển tiên tiến như PLC, biến tần và các thiết bị bảo vệ điện học.

1.1. Các Chuyển Động Chính trên Máy Tiện T616

Máy tiện T616 có ba chuyển động chính: chuyển động cắt (chuyển động quay của trục chính), chuyển động tự động (truyền động tới giá dao), và chuyển động quay của các bánh răng thay đổi. Tủ điện cần điều khiển các chuyển động này một cách điều hòa và an toàn, sử dụng các contactor, rơle bảo vệ và hệ thống điều khiển tốc độ động cơ phức tạp.

1.2. Yêu Cầu Kỹ Thuật Chung cho Tủ Điện

Một tủ điện máy tiện hiện đại phải đáp ứng các yêu cầu: cấp điện ba pha ổn định, bảo vệ quá tải và chập mạch, điều khiển tốc độ mô-tơ chính xác, và an toàn cho người vận hành. Các thiết bị như aptomat, contactor điều khiển, và rơle nhiệt là những thành phần thiết yếu.

II. Sơ Đồ Nguyên Lý và Các Phương Pháp Điều Khiển Tốc Độ

Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển của tủ điện máy tiện T616 được xây dựng dựa trên nhu cầu điều khiển tốc độ động cơ chính một cách hiệu quả. Hiện nay có ba phương pháp chính để điều khiển tốc độ mô-tơ không đồng bộ: điều chỉnh bằng phương pháp cơ khí (sử dụng bánh răng và dây curoa), phương pháp điện (điều chỉnh điện áp hoặc tần số), và phương pháp kết hợp cơ-điện. Với sự phát triển của công nghệ điện tử hiện đại, các giải pháp sử dụng PLC và bộ biến tần đã trở thành tiêu chuẩn trong thiết kế các tủ điện mới.

2.1. Điều Khiển bằng Điều Chỉnh Điện Áp và Tần Số

Phương pháp điều chỉnh điện áp stato cho phép điều khiển tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp nguồn cấp. Ngược lại, điều chỉnh tần số là phương pháp hiện đại hơn, cho phép điều khiển tốc độ chính xác và tiết kiệm năng lượng. Bộ biến tần (Frequency Inverter) là thiết bị thực hiện phương pháp này, được tích hợp trong sơ đồ điều khiển của tủ điện T616.

2.2. Ứng Dụng PLC trong Điều Khiển Tủ Điện

PLC (Programmable Logic Controller) là thiết bị điều khiển lập trình được sử dụng rộng rãi trong thiết kế tủ điện hiện đại. PLC có khả năng xử lý nhiều tín hiệu đầu vào, điều khiển bộ biến tần, và quản lý toàn bộ quy trình hoạt động của máy tiện T616. Sơ đồ nguyên lý kết hợp PLC cho phép giám sát, bảo vệ và tối ưu hóa hiệu suất máy.

III. Lựa Chọn Vật Tư và Thiết Bị cho Tủ Điện

Việc lựa chọn vật tư và thiết bị là bước quan trọng trong thiết kế tủ điện máy tiện T616. Các thiết bị chính cần được chọn lọc kỹ lưỡng để đảm bảo độ tin cậy, an toàn và hiệu suất cao. Aptomat (Circuit Breaker) là thiết bị bảo vệ quá tải và chập mạch, có khả năng cắt nhanh dòng điện vượt quá giá trị định mức. Contactor là thiết bị điều khiển chính, dùng để bật/tắt mạch điện của động cơ chính và các mạch phụ. Rơle nhiệt cung cấp bảo vệ nhiệt độ cho động cơ. Rơle trung gian được sử dụng để khuếch đại tín hiệu điều khiển. Công tắc xoay cho phép chọn chế độ hoạt động khác nhau. Ngoài ra, các linh kiện điện tử như Triac, IC NE555, và mosfet được sử dụng trong mạch điều khiển tốc độ.

3.1. Các Thiết Bị Bảo Vệ và Điều Khiển Chính

Aptomat dòng bảo vệ mạch chính khỏi quá tải và chập mạch. Contactor được chọn dựa trên công suất động cơ và dòng điện định mức. Rơle nhiệt cần có dòng định mức phù hợp với dòng hoạt động của máy tiện. Tất cả các thiết bị này phải tuân thủ tiêu chuẩn IEC và có chứng chỉ chất lượng.

3.2. Linh Kiện Điều Khiển Tốc Độ và Bảo Vệ

Triac (Triode for Alternating Current) được sử dụng để điều khiển công suất trong mạch xoay chiều. IC NE555 là bộ dao động được dùng để tạo xung điều khiển Triac. Rơle trung gian xoay chiều khuếch đại tín hiệu logic. Công tắc xoay cho phép lựa chọn chế độ hoạt động (tự động, thủ công, dừng).

IV. Quy Trình Chế Tạo và Hoàn Thiện Tủ Điện Máy Tiện T616

Chế tạo tủ điện máy tiện T616 là một quá trình phức tạp yêu cầu kỹ năng kỹ thuật cao và kiến thức sâu rộng về điện và điện tử. Quy trình chế tạo bao gồm các bước chính: chuẩn bị vỏ tủ (thường là thép hoặc nhôm), bố trí các thiết bị trên DIN rail theo sơ đồ bố trí, nối dây điều khiển và cấp điện theo sơ đồ nguyên lý, lắp ráp các thiết bị bảo vệ và contactor, kiểm tra tất cả các kết nối, và cuối cùng là kiểm định và thử nghiệm toàn bộ hệ thống. Hoàn thiện sản phẩm bao gồm sơn bảo vệ vỏ tủ, dán nhãn các thiết bị, và đóng gói theo tiêu chuẩn.

4.1. Bố Trí và Lắp Ráp Các Thiết Bị trong Tủ Điện

Bố trí thiết bị phải tuân theo sơ đồ bố trí được thiết kế sẵn. Aptomat được lắp ở vị trí đầu tiên để bảo vệ toàn bộ mạch. Contactor được đặt phía sau aptomat. Rơle nhiệt, rơle trung gian, và các linh kiện điều khiển được lắp có tổ chức trên DIN rail. Các dây điều khiển phải được đặt ống bảo vệ và dán nhãn rõ ràng.

4.2. Kiểm Tra Thử Nghiệm và Hoàn Thiện

Sau khi hoàn thành lắp ráp, cần thực hiện kiểm tra điện cách cách điện giữa các mạch. Thử nghiệm không tải kiểm tra chức năng các thiết bị điều khiển. Thử nghiệm có tải xác nhận tủ điện hoạt động chính xác với máy tiện T616. Cuối cùng, sơn bảo vệ vỏ tủ và dán nhãn theo tiêu chuẩn kỹ thuật.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương I.Tổng quan về công nghệ gia công trên các máy cắt gọt kim loại Chương II. Nghiên cứu mạch máy tiên T616 Chương III. Thiết kế và chế tạo tủ điện máy tiện T616 3.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU • Nghiên cứu lý thuyết. -Tìm hiểu chung về các máy cắt gọt kim loại.

-Nghiên cứu về công dụng, cấu tao, đặc điểm công nghệ và yêu cầu trang bị điện của nhóm máy tiên (đặc biệt là máy tiện T616). • Thực nghiệm -Tính toán chọn động cơ và thiết bị để lắp đặt tủ điện -Quan sát thực tế tủ điện máy tiện T616 và lấy số liệu Đề tài: Thiết kế chế tạo tủ điện máy tiện T616 Page7 KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ Á N TỐT NGHIỆP PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNGI : TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TRÊN CÁC MÁY CẮT GỌT KIM LOẠI 1.GIỚI THIỆU VỀ CÁC LOẠI MÁY CẮT GỌT KIM LOẠI Máy cắt gọt kim loại dùng để gia công các chi tiết kim loại bằng cách cắt hớt các lớp kim loại thừa để khi gia công có kích thước, hình dáng gần đúng với yêu cấu(gia công thô) hoặc thỏa mãn về yêu cầu đặt hàng với độ chính xác về kích thước và độ bóng cần thiết của bề mặt gia công (gia công tinh) 1.Phân loại các máy cắt gọt kim loại. - Tùy thuộc vào quá trình công nghệ đặc trưng bởi phương pháp gia công, dạng dao, đặc tính chuyển động. các máy cắt được chia thành các máy cơ bản như: + Nhóm máy tiện.

+ Nhóm máy mài + Nhóm máy khoan – doa. - Theo đặc điểm của quá trình sản xuất, có thể chia thành các máy vạn năng, chuyên dùng và đặc biệt. + Máy vạn năng là máy có thể thực hiện các phương pháp gia công khác nhau như tiện, khoan, gia công răng v.,để gia công các chi tiết khác nhau về hình dạng kích thước. + Các máy chuyên dùng là các máy để gia công các chi tiết có cùng hình dáng nhưng có kích thước khác nhau.

+ Máy đặc biệt là các máy chỉ thực hiện gia công các chi tiết có cùng hình dánh và có cùng kích thước. - Theo kích thước và trọng lượng chi tiết gia công có thể chia máy cắt kim loại thành: + Máy bình thường : trọng lượng chi tiết 100 kg ÷ 10.103kg + Máy cỡ lớn : trọng lượng chi tiết 10.103 kg + Máy cỡ nặng : trọng lượng chi tiết 30.103kg + Máy rất nặng : trọng lượng chi tiết lớn hơn 100.103kg - Theo độ chính xác gia công, có thể chia thành máy có độ chính xác, bình thường, cao và rất cao Đề tài: Thiết kế chế tạo tủ điện máy tiện T616 Page8 KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ Á N TỐT NGHIỆP 1. Vai trò của các máy cắt kim loại. - Máy tiện để gia công chi tiết dạng tròn xoay như mặt trụ, khoan lỗ, tiện ren, cắt đứt,.Có thể mặt bất kỳ có thể là mặt bầu dục, mặt cam nếu trên máy có các thiết bị đặc biết.

Trên máy tiện có thể trang bị đồ gá mài , đồ gá phay - Máy khoan là máy cắt kim loại, chủ yếu dùng để gia công lỗ, ngoài ra nó còn dùng để khoét, doa, cắt ren bằng rarô – bàn ren, hoặc gia công những bề mặt có tiết diện nhỏ, thẳng góc hoặc cùng chiều với chiều trục của mũi khoan (khỏa mặt đầu, vát mép…). - Máy doa là máy cắt kim loại được xếp vào nhóm máy khoan – doa dùng để gia công các chi tiết lớn như vỏ hộp thân máy.v… trong dạng sản xuất đơn chiếc hoặc hàng loạt. Ngoài việc gia công lỗ, máy doa còn có thể gia công các bề mặt của những chi tiết lớn như : dùng dao tiện để tiện mặt trong hình trụ; có thể khoan, khoét, doa để gia công lỗ; dùng dao phay mặt đầu để gia công mặt phẳng thẳng đứng; dùng dao phay trụ. - Máy mài để gia công tinh với lượng dư bé.

Chi tiết trước khi mài thường đã gia công trên các máy khác (như tiện, phay, bào…vv). Hiện nay có loại máy mài thô để gia công chi tiết có lượng dư tới 5mm( mài phá các phôi bằng thép đúc hay các vỏ hộp bằng gang bị biến cứng, dính cát…vv) dùng cho các phân xưởng chuẩn bị phôi. Máy mài dùng mặt trụ ngoài, trong, côn, định hình , mài ren vít, bánh răng, mài dao cắt, cắt phôi…vv. Máy mài đóng vai trò quan trọng trong nhà máy, được dùng rộng rãi, nước ta bắt đầu sản xuất máy mài(máy mài vạn năng)đầu tiên năm 1965.

Các chuyển động và các dạng gia công điển hình trên máy cắt gọt kim loại. Trên máy cắt kim loại, có hai loại chuyển động chủ yếu: chuyển động cơ bản và chuyển động phụ Chuyển động cơ bản là chuyển động tương đối của dao cắt so với phôi để đảm bảo quá trình cắt gọt. Chuyển động này chia ra: chuyển động chính và chuyển động ăn dao + Chuyển động chính(chuyển động làm việc) là chuyển động thực hiện quá trình cắt gọt kim loại bằng dao cắt. Đề tài: Thiết kế chế tạo tủ điện máy tiện T616 Page9 KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ Á N TỐT NGHIỆP + Chuyển động ăn dao là chuyển động xê dịch của dao hoặc phôi để tạo ra một lớp phôi mới.

Chuyển động phụ là chuyển động không liên quan trực tiếp đến quá trình cắt gọt, chúng cần thiết khi chuẩn bị gia công, nâng cao hiệu suất và chất lượng gia công, hiệu chỉnh máy v. Ví dụ như di chuyển nhanh bàn hoặc phôi trong máy tiện, nới siết xà trên trụ trong máy khoan cần, nâng hạ xà trong dao máy bào giường, bơm dầu của hệ thống bôi trơn, bơm nước làm mát v. Các chuyển động chính, ăn dao có thể là chuyển quay hoặc chuyển động tịnh tiến của dao hoặc phôi. Các dạng gia công điển hình được thực hiện trên máy cắt kim loại như hình sau: Hình 1-1 : Các dạng gia công kim loại trên các máy cắt kim loại Trong đó: - Hình 1-1a: Gia công trên máy tiện.

+ n: tốc độ quay của chi tiết(chuyển động chính); + v: vận tốc xê dịch của dao cắt vào chi tiêt (chuyển động ăn dao) - Hình 1-1b: Gia công trên máy khoan. +n – tốc độ quay của mũi khoan vào chi tiết (chuyển động ăn dao). - Hình 1-1c : Gia công trên máy phay + n- tốc độ quay của dao phay (chuyển động chính) + v- chuyển động tịnh tiến của phôi (chuyển động ăn dao). - Hình 1-1d: Gia công trên máy mài tròn + n: tốc độ quay của đá mài (chuyển động chính) ; + v: chuyển động tịnh tiến của đá mài vào chi tiết (chuyển động ăn dao) Đề tài: Thiết kế chế tạo tủ điện máy tiện T616 Page10 KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ Á N TỐT NGHIỆP 1.

GIỚI THIỆU VỀ NHÓ M MÁ Y TIỆN. Đặc điểm công nghệ. Nhóm máy tiện rất đa dạng và phong phú gồm các máy tiện đơn giản, máy tiện vạn năng máy tiện chuyên dùng, máy tiện đứng… Máy tiện là được dùng nhiều nhất để gia công các mặt tròn xoay như :mặt trụ, mặt định hình, mặt nón, mặt ren vít, gia công lỗ ren, mặt đầu cắt đứt. Có thể khoan, khoét, doa, cắt ren bằng tarô bàn ren trên máy.

Nếu có đồ gá có thể gia công các mặt không tròn xoay, hình nhiều cạnh, ellíp, cam … Trên máy tiện có thể thực hiện được nhiều nguyên công tiện: - Tiện trụ trong - Tiện trụ ngoài - Tiện côn - Tiện định hình… Kích thước gia công trên máy tiện có thể cỡ vài mini đến hàng chục mét (trên máy tiện đứng). Hình dạng chung bên ngoài của máy tiện như sau: Hình 1. Dạng bên ngoài của máy tiện Trong đó: 1: Thân máy làm bằng gang trên đó lắp các chi tiết máy Đề tài: Thiết kế chế tạo tủ điện máy tiện T616 Page11 KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ Á N TỐT NGHIỆP 2: Ụ trước được đúc bằng gang bên trong có trục chính quay chi tiết 3: Bàn dao thực hiện sự di chuyển dao cắt dọc và ngang chi tiết 4: Ụ sau đặt mũi chống tâm dùng để giữ chặt chi tiết khi gia công 1. Phân loại nhóm máy tiện.

a) Theo công dụng: - Máy tiện vạn năng: có hai nhóm + Máy tiện trơn + Máy tiện ren vít. - Máy tiện chuyên trách - Máy tiện chuyên dùng b) Theo hình thức truyền động chính: - Máy tiện đứng: Chi tiết quay theo chiều thẳng đứng, gia công các chi tiết nặng phức tạp - Máy tiện ngang: Chi tiết quay theo phương nằm ngang c) Theo mức độ phức tạp của hệ thống - Đơn giản: Dùng động cơ không đồng bộ 1- 2 cấp tốc độ - Trung bình: Dùng động cơ không đồng bộ nhiều cấp tốc độ hoặc động cơ một chiều điều chỉnh mạch hở - Phức tạp điều chỉnh ổn định tốc độ với chi tiết chất lượng cao 1. Những yêu cầu, đặc điểm chung về trang bị điện cho máy tiện. a)Truyền động chính: Truyền động chính cần phải được đảo chiều để đảm bảo chi tiết quay theo cả hai chiều, ví dụ tiện ren trái và phải phạm vi điều chỉnh tốc độ của trục chính D < (40÷125)/1 với độ trơn điều chỉnh φ =1,06 và 1,21 và công suất là hằng số (Pc =const).

Ở máy tiện thìhệ thống truyền động chính thường là động cơ không đồng bộ rô to lồng sóc b)Truyền động ăn dao: Truyền động ăn dao cần phải đảo chiều quay để đảm bảo ăn dao hai chiều. Đảo chiều bàn dao có thể thực hiện bằng đảo chiều động cơ điện hoặc dùng khớp li hợp điện tử. Phạm vi điều chỉnh tốc độ của chuyển động ăn dao thường là D = (50÷ 300)/1với độ trơn điều chỉnh φ = 1.06 và 1,26 và mô men không đổi. Ở máy tiện cỡ nhỏ thường truyền động ăn dao được thực hiện từ động cơ Đề tài: Thiết kế chế tạo tủ điện máy tiện T616 Page12 KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ Á N TỐT NGHIỆP truyền động chính.

Ở máy tiện cỡ nặng thì truyền động ăn dao được thực hiện từ một động cơ riêng. c) Truyền động phụ: truyền động phụ của máy tiện không yêu cầu điều chỉnh tốc độ và không có yêu cầu gì đặc biệt nên thường sử dụng động cơ không đồng bộ roto lồng sóc kết hợp với hộp tốc độ. CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU MẠCH MÁY TIỆN T616 2. ĐẶC ĐIỂM CÔ NG NGHỆ.

Máy tiện T616 là loại máy cắt gọt kim loại, được dùng rộng rãi nhất trong quá trình sản xuất để gia công các mặt tròn xoay như : Mặt trụ, mặt định hình, mặt nón, mặt ren vít, gia công lỗ ren, mặt đầu cắt đứt, có thể khoan, khoét, doa, cắt ren bằng taro bàn ren trên máy.