Электрооборудование кузнечно-прессовых машин

Электропривод

Основные требования к электроприводу:

- диапазон регулирования скоростей шпинделя от 20 до 60: 1 при по­стоянной мощности двигателя и ступенчатом регулировании;

- диапазон регулирования подачи до 30: 1;

- режим работы — продолжительный при постоянной нагрузке. Электродвигатели:

• АД с КЗ-ротором — для вспомогательных приводов (насосы смазки, охлаждения, гидросистем, для быстрого перемещения и др.).

• АД с КЗ-ротором, одно- или многоскоростные в сочетании с коробкой скоростей (для главного движения с отбором мощности на подачу). Двигатель фланцевого исполнения.

В станках, не предназначенных для зуборезных работ, для подачи
применяют отдельный электродвигатель, что значительно упрощает
конструкцию станка.

В тяжелых продольно-фрезерных станках главный привод от асинхронного двигателя со ступенчатым регулированием скорости вращения шпинделя (без от-
бора мощности на подачу).

Цепи управления двигателями шпинделей, не участвующих в обработке детали, отключают переключателями управления. Останов работающего привода шпинделя производится только после полного прекращения подачи. Для этого в схеме устанавливают реле времени. Пуск двигателя подачи возможен только после включения двигателя шпинделя.

Система копирования

Основным элементом копировальной системы является копировальный прибор, который жестко связан со шпиндельной бабкой.

В процессе копирования по поверхности модели (шаблона) движется копировальный палец, форма которого точно соответствует режущему ин­струменту.

Перемещения копировального пальца передаются инструменту через промежуточную систему управления. В связи с этим выделяют два вида ко­пирования:

- с непосредственным механическим управлением,

- со следящим управлением.

Системы электрического копирования, получившие наиболее широкое распространение, разделяются на два типа:

• системы прерывистого релейного управления с контактным копиро-вально-измерительным прибором, который управляет электромагнит­ными муфтами подач (например, для токарно-копировального станка, рис. 4.2-1),

• системы непрерывного управления с бесконтактной копировальной головкой (КТ) и бесступенчатым регулированием скорости подач.

По сравнению с металлорежущими станками, кузнечно-прессовые об­ладают рядом преимуществ:

- отходов металла значительно меньше,

- качество и механические свойства обрабатываемых изделий лучше,

- производительность выше.

Предназначены для обработки металлов давлением в холодном и горя­чем состоянии.

По принципу воздействия на металл можно выделить три основные группы:

• молоты кузнечные, для свободной ковки,

• прессы штамповочные, для горячей и холодной штамповки,

• кузнечно-штамповочные установки, сочетающие в себе функции молотов и прессов.

Кузнечные молоты и прессовые машины работают в условиях резкопеременной ударной нагрузки, когда пиковые моменты (при ударе) чередуют­ся с моментами холостого хода (при паузах).

Главные электроприводы кузнечно-прессовых машин делятся на две группы:

• Электроприводы с маховиками (ковочные машины, кривошипные прессы и др.),

• Электроприводы без маховиков (реечные прессы, правильные и отрезные маши­ны и т.п.)

Маховики применяются для выравнивания нагрузки на двигателе и ус­танавливаются на быстроходном валу привода. В периоды снижения на­грузки электродвигатель работает на маховик, в котором запасается кинетическая энер­гия. В периоды пиков нагрузки скорость двигателя снижается, а часть на­грузки компенсируется за счет энергии маховика, что значительно снижает потери.

Наличие маховика позволяет использовать электродвигатель с меньшей мощностью и меньшим перегрузочным моментом, чем без него. Например, номинальная мощность электродвигателя уменьшается почти в 10 раз.

Необходим регулируемый электропривод, обеспечивающий различную скорость деформации, технологического процесса и наладки.

Регулирование скорости в диапазоне до 4: 1 возможно всеми сущест­вующими видами (механическими и электрическими).

Сюда относятся коробки скоростей, механические вариаторы, переклю­чение пар полюсов асинхронного двигателя и бесступенчатое регулирование машин постоянного тока.

В настоящее время для регулирования скорости рекомендуется приме­нять:

• Асинхронные двигатели с регулированием скорости изменением частоты или подводимого напряжения к дви­гателю.

• Асинхронные электромагнитные муфты скольжения (ЭМС) в ком­плекте с нерегулируемым асинхронным двигателем.

Такая муфта позволяет плавно изменять скорость рабочего органа за один ход от максимальной до почти нулевой простым способом (из­менением тока возбуждения муфты и тормоза).

В настоящее время промышленность выпускает «ЭМС» мощностью до 1000 кВт и выше на усилия до 1000 Н и более.

• Двигатели постоянного тока регулируемые (изменением магнитного потока двигателя), источником питания которых являются силовые выпрямители на кремниевых вентилях.

Электродвигатели кузнечно-прессовых машин (КПМ) работают в про­должительном, повторно-кратковременном и кратковременных режимах. Наиболее полно отвечают требованиям двигатели:

• серии 4АС — это АД с короткозамкнутым ротором повышенного скольжения (от 4 до 14 %), продолжительного или повторно-кратко­временного режима (ПВ = 40 %) мощностью от 0,4 до 63 кВт, закры­того обдуваемого исполнения.

• серии 2П — это двигатели постоянного тока новой серии, охватываю­щие высоты осей вращения от 90 до 315 мм и диапазон мощностей от 0,37 до 200 кВт.

Основными принципами управления кузнечно-прессовых машин явля­ются:

• Выполнение заданного режима движения основного рабочего органа (например, ползуна), при этом должны обеспечиваться производи­тельность машины и качество изделия.

• Точное взаимодействие ползуна со вспомогательными механизмами (например, подачи, выталкивателя изделий и др.).

• Безопасность работы оператора (например, отклонение машины при любых нарушениях, приводящих к авариям и травматизму).

Примерами обеспечения безопасности работы оператора могут быть

- отключение кузнечно-прессовой машины при нарушении взаимодействия частей,

- обязательное одновременное нажатие оператором двух кнопок обеими руками,

- применение фотоэлементов, отключающих кузнечно-прессовую машину, в случае попадания в рабочую зону руки оператора или посторонних предметов.