Электрооборудование предприятий легкой промышленности

Содержание

Введение

1. Назначение, устройство и принцип работы пресса ПВГ-8-2-0      5

2. Электрическая схема управления прессом ПВГ-8-2-0      7

3. Электропривод для швейных машин      9

Заключение

Список используемой литературы      14

Введение

Электрооборудование - оборудование, предназначенное для производства, передачи, распределения и изменения характеристик (напряжения, частоты, вида электрического тока и др.) электрической энергии, а также для ее преобразования в др. вид энергии. К электрооборудованию относят машины, трансформаторы, аппараты, измерительные приборы, устройства защиты, кабельную продукцию, бытовые электроприборы.

Все большее распространение получают новейшие средства электрической автоматизации технологических установок, машин и механизмов на базе полупроводниковой техники, высокочувствительной контрольно-измерительной и регулирующей аппаратуры, бесконтактных датчиков и логических элементов. В современных условиях эксплуатация электрооборудования требует глубоких и разносторонних знаний, а задача создания нового или модернизация существующего электрифицированного технологического агрегата, механизма или устройства решаются совместными усилиями технологов, механиков и электриков. Требования к электрооборудованию вытекают из технологических данных и условий. Электрооборудование нельзя рассматривать в отрыве от конструктивных и технологических особенностей электрифицируемого объекта, и наоборот. Поэтому специалисты в области электрооборудования предприятий должны быть хорошо знакомы как с электрической частью, так и с основами технологических процессов и конструкциями установок и станков.

Электрооборудование предприятий и установок проектируется, монтируется и эксплуатируется в соответствии с Правилами устройства электроустановок и другими руководящими документами.

Легкая промышленность - совокупность специализированных отраслей промышленности, производящих главным образом предметы массового потребления из различных видов сырья. Лёгкая промышленность занимает одно из важных мест в производстве валового национального продукта и играет значительную роль в экономике страны. Лёгкая промышленность осуществляет как первичную обработку сырья, так и выпуск готовой продукции. Предприятия лёгкой промышленности производят также продукцию производственно-технического и специального назначения, которая используется в мебельной, авиационной, автомобильной, химической, электротехнической, пищевой и других отраслях промышленности, в сельском хозяйстве, в силовых ведомствах, на транспорте и в здравоохранении.

Ежегодный рост объема производства легкой промышленности составляет 5-10%. Это достигается за счет перевооружения на базе широкого внедрения новейшего оборудования, комплексно – механизированных и автоматизированных линий. Так, например в обувном производстве предусмотрено использование производительной малооперационной технологии, позволяющих осуществить внедрение автоматизированных производственных комплексов, новейших автоматизированных машин и агрегатов. В швейном производстве применяются технологические процессы с широким использованием комплексно-механизированных потоков, машин и агрегатов автоматического действия, оснащенных элементами робототехники, компьютерами и микропроцессорами.

1.     Назначение, устройство и принцип работы пресса ПВГ-8-2-0

Раскрой натуральных и искусственных материалов на предприятиях легкой промышленности обычно производится на прессах с использованием в качестве режущего инструмента резаков. Резаки выполняются в виде ножа, форма которого соответствует конфигурации вырубаемой детали. Ударником пресса резак перемещается относительно материала, уложенного на металлическую или неметаллическую плиту.

В промышленности применяются механические и электрогидравлические прессы для вырубания деталей верха обуви: ВПБ, ПВ-10, ПВГ-8, ПВГ-1-0, ПВГ-8-2-0, ПКП-10, для вырубания деталей низа обуви: ПР, НПЕ, ПВГ-18-1-0, ПВГ-18-2-0, ПВГ-18-1600, ПВГ-18-1300-0, ПВ-38, а также для вырубания различных деталей из многослойных настилов тканей и искусственных обувных материалов: ПТГ-12-0, ПКП-16, ПОТГ-20, ПОТГ-40 и др.

Особенности конструкции основных узлов прессов, принцип работы, а также вопросы, связанные с эксплуатацией рассмотрим на примере пресса ПВГ-8-2-0 (рис.1).

Консольный с автоматическим поворотом ударника электрогидравлический пресс ПВГ-8-2-0 предназначен для вырубания деталей верха обуви из кожи и искусственных кож. Вырубание производится резаками с острой заточкой лезвия на алюминиевых и пластмассовых плитках или на деревянных и спецкартонных колодах.

Основными узлами и механизмами пресса являются: станина, ударный механизм, механизм поворота ударника, механизм подъема ударника, гидропривод с электроаппаратурой.

Станина пресса (рис.1а) состоит из основания 1 и коробки корпуса 19, выполненного заодно со столом и смонтированного на основании с помощью четырех стоек 3. На столе помещается вырубочная плита 14, изолированная от стола токонепроводящей прокладкой 13 и подключаемая специальным проводником к схеме управления прессом. В вертикальных цилиндрических направляющих корпуса установлена скалка 18 с консольным ударником 15, удерживаемом на конусном конце скалки гайкой 16. Внутри корпуса помещен гидропривод 6 с электроаппаратурой, который огражден щитами: передним – 2, боковыми 8 и задним – 33. На корпусе 19 имеются два кронштейна 9 с ладонными кнопками 12, пульт с кнопками управления 10, вспомогательный съемный столик (не показан), кронштейн 11 для навешивания кож и болт 34 для заземления пресса. Технологический контакт 7 смонтирован под ударником в корпусе и выполнен в виде винта 4, положение которого регулируется гайкой 5.

Ударный механизм, обеспечивающий перемещение ударника 15 со скалкой 18 в направляющих корпуса, выполнен в виде гидроцилиндра, которым является нижняя часть скалки. Поршень 22 посажен на шток 25 и опирается на подшипник 23, обеспечивающий легкость поворота ударника. Нижний резьбовой конец штока ввернут в червячное колесо 30, предназначенное для установки ударника по высоте и регулировки хода. Над поршнем 22 располагается плавающий поршень 21, предназначенный для герметизации верхней части скалки, в которую через клапан 17 закачивается воздух до давления 0,5 МПа. Аккумулированная энергия сжатого воздуха осуществляет автоматический подъем ударника после вырубания. В нижней части скалки установлена крышка 24. Механизм поворота ударника предназначен для подвода ударника в рабочее положение и отвода его в сторону после вырубания детали. Механизм содержит два цилиндра 37 и 45 (рис.1б), установленный на корпусе 19 с помощью колец 38 и 43. между плавающими поршнями 39 и 44 этих цилиндров в направляющей 40 размещена рейка 42, зубья которой находятся в защемлении с зубьями 41, выполненными на нижней части скалки. Цилиндрические выступы 36 на крышках 35, входя в глухие отверстия поршней 39 и 44, обеспечивают торможение последних в крайних положениях. Механизм регулировки верхнего ударника представляет собой двухступенчатый червячно-винтовой редуктор, приводимый в движение индивидуальным фланцевым электродвигателем 46 (рис.1в). Вращение от вала электродвигателя через жесткую муфту 47 передается на червяк 48, вращающийся в подшипниках корпуса 49. червяк находится в постоянном зацеплении с червячным колесом 30. Корпус 49 закреплен на корпусе 19 станины пресса. Червячное колесо 30 вращается на подшипнике 29 и упорном кольце 28, положение червячного колеса по высоте может быть отрегулировано прокладками. Шток 25 поршня 22, с помощью которого опускается или поднимается ударник, перемещается в вертикальном направлении при вращении червячного колеса 30, т.к. от поворота он удерживается закрепленной на крышке 27 шпонкой 26, входящей в паз на штоке.

Подъем и опускание ударника возможны и вручную, для чего выходном конце червяка квадрат 50 под ключ.

Гидропривод состоит из лопастного насоса, золотника, управляемого электромагнитом, золотника управления рабочим цилиндром ударника, предохранительного клапана и другой гидроаппаратуры, размещенной на гидропанели 31, являющейся крышкой масляного бака 32. Электродвигатель 20, также смонтированный на гидропанели 31, через пальцевую муфту передает крутящийся момент валу насоса.

2. Электрическая схема управления прессом ПВГ-8-2-0

Электрооборудование пресса, размещенное в шкафу управления и на прессе, включает в себя электродвигатели привода гидронасоса и регулировки ударника по высоте, электромагнит золотника, панель управления, кнопки включения, сигнальную лампу, технологический контакт для работы на неметаллической плитке, розетки штепсельные.

При нажатии на кнопку S3 (автоматический выключатель S1 включен) включается магнитный пускатель К1 (рис.2), который самоблокируется контактом К1.1, а контактами К1.2 включает электродвигатель М1 гидронасоса и одновременно подает напряжение в остальную часть схемы через контакт К1.3. Со вторичной обмотки трансформатор Т напряжения подается на выпрямительный мост VD, питающий каскад запуска и отключения пресса. Сигнальная лампа EL загорается, сигнализируя о готовности пресса к работе. Масло насосом 21 (рис.3) подается по трубопроводу 19 через золотник 18 и трубопровод 14 в цилиндр 12 (отвод ударника 9), пройдя через который масло по трубопроводу 11 идет на слив в бак 13. Насос работает в холостом режиме.

После установки резака на раскраиваемом материале работница обеими руками нажимает одновременно ладонные кнопки S6 и S7, включается одна из катушек реле K4 (реле К4 имеет две катушки, включенные так, что их ЭДС направлены друг против друга). Контакты К4.1 и К4.2 замыкаются, напряжение через диод VD1 по цепочке S6-S7-VA-VD1-R1-K4.1-K4.2 подается на управляющий электрод тиристора VD3 и открывает его. Происходит полупериодное включение электромагнита VA по цепи S6-S7-VA-VD3-(R2-R3). Второе полупериодное включение электромагнита VA по цепи S6-S7-VA-VD4-(R2-R3) осуществляется при подаче напряжения на управляющий электрод тиристора VD4 через диод VD2.

Таким образом электромагнит получает питание переменным током напряжением 220 В и, срабатывая, переключает золотник 18 в положение, при котором масло от насоса поступает через трубопровод 3, золотник 2 и трубопровод 5 в цилиндр 7 подвода ударника. Плавающий поршень 6 перемещает рейку 8 вправо, обеспечивая поворот ударника в рабочее положение. Плавающий поршень 10 цилиндра 12 отвода ударника при этом вытесняет масло из цилиндра по трубопроводу 14 через золотник 18 в бак. После окончания подвода ударника масло через открывшееся отверстие в цилиндре 7 по трубопроводу 4 подается к золотника 2 и переключает его, направляя поток масла от насоса по трубопроводам 3 и 17 через полный шток в рабочий цилиндр ударного механизма. Под давлением масла, преодолевающего сопротивление сжатого воздуха, скалка с ударником опускается, с помощью резака вырубая детали. В конце процесса прорубания материала замыкается технологический контакт S8 (или изолированная плита пресса с заземленным ударником) включается реле К5, которое своим контактом К5.1 становится на самоблокировку, а контактом К5.2 включает вторую катушку реле К4. Контакты К4.1 и К4.2 размыкаются, и электромагнит VA золотника 18 обесточивается. Пружина 22 переключает золотник 18 в положение, при котором трубопроводы 17 и 5 соединяются трубопроводом 3 со сливом, а нагнетательный трубопровод от насоса соединяется с трубопроводом 14, по которому масло поступает в цилиндр отвода ударника и перемещает поршень 10 влево. Происходит подъем ударника под действием сжатого воздуха и одновременно отвод ударника.

При перемещении поршня влево начинается отсос масла из полости золотника 2 по трубопроводу 4, что приводит к переключению золотника 2 под действием пружины 1 в исходное положение.

После поворота ударника в исходное (отведенное) положение открывается сливное отверстие цилиндра отвода ударника и масло от насоса поступает на слив. Гидравлическая система готова к следующему циклу.

Для приведения электрической системы управления в исходное положение необходимо опустить ладонные кнопки S6 и S7 (обесточиваются катушки К7 и К5). Положение ударника по высоте регулируется с помощью реверсивного электродвигателя М2. Нажатием на кнопку S4 (S5) включается цепь питания реле К2(К3), замыкаются контакты К2.2(К3.2), включающие электродвигатель. Блокирующие контакты К3.1 и К2.1 предотвращают одновременное срабатывание реле К2 и К3.

В случае аварии и по окончании работы пресс отключается кнопкой S2. Герметизированные контакты реле К4 и К5 обеспечивают требуемую долговечность системы.

Защита электрической системы от коротких замыканий и перегрузок осуществляется предохранителями F1-F4 и автоматическим выключателем S1.

Электропривод на швейных машинах

Требования к приводу швейных машин.

На швейных машинах привод работает в необычно тяжёлых условиях, когда в течение часа

производится до 1000 пусков машины. Найдётся ли иная технологическая машина с подобным режимом работы? А скорость главного вала до 9000 мин –1! Многие передачи не выдерживают таких скоростей! Отсюда и специальные требования к электроприводу:

1.     Быстроходность – способность обеспечить на главном валу машины( 5 – 6) 103 мин –1.

2.     Должен выдержать до 1000 включений-выключений в час.

3.     Плавный пуск, плавная регулировка скорости машины.

4.     Управление привода - педальное с предельной силой нажима на неё – 60 Н стоя, и сидя до 150 Н.

5.     Иметь высокий К,П,Д,( в цехе становится излишне жарко от множества тесно расположенных шв-х машин), удобно расположен ( не мешать свободно сидеть оператору), безопасен в работе как в электрическом, так и в механическом отношении.

6.     Стоимость э/привода не должна быть предметом особого обсуждения. ( В автоматизируемых электроприводах имеется свыше 30 микросхем, а его стоимость эквивалентна стоимости головки машины !)

Фрикционный привод швейных машин.

В швейном производстве применяются в основном три типа электроприводов в зависимости от вида и назначения технологической машины:

·                   Контакторный – когда поворотом выключателя или нажатием педали машина сразу набирает паспортную скорость. Не требуется плавности пуска и регулирования скорости. Привод применяется на тихоходных, простых по устройству машинах редко выключаемых (перемотка ткани, её раздублирование и т. д.)

·                   Фрикционный – когда между простым асинхронным электродвигателем и клиноремённой передачей устанавливается управляемая от педали фрикционная муфта, обеспечивающая плавный пуск и плавное регулирование скорости на ходу машины. Сегодня имеет самое широкое распространение как на универсальных, так и на специальных машинах.

·                   Автоматизированный электропривод. Позволяет программировать работу машины, выполнять автоматически основные и вспомогательные операции технологического цикла. Дорог и сложен, невысокий К.П.Д. Есть тенденция замены его простым хорошо регулируемым по скорости двигателем постоянного тока.

Автоматизированный электропривод к швейной машине.

Такой привод необходим для швейных машин, имеющих устройство для остановки иглы в заданном положении, для автоматического подъёма прижимной лапки, для выполнения строчки с переменной скоростью работы, для автоматического выполнения закрепки на концах строчки. Сюда относят раннюю модель двухскоростного привода Quick-Stop, многоскоростного Vario –Stop. Известны попытки изготовить привода этого типа в гг. Винница, Тула, Иваново, Ковров, но в производстве чаще встречается Quick Rotan, Германия. На принципиальной схеме автоматизированнонго электропривода,

рис.4, обозначены

1.                Обычный асинхронный электродвигатель.

2.                Ведущий диск.

3.                Неподвижная электромагнитная муфта, гонная,

4,5 Диски в форме кольца на пластинчатой пружине,

6. Неподвижная фрикционная часть тормозной муфты,

7.                Тормозная неподвижная электромагнитная муфта,

8.                Гибкая пластина, с помощью которой диск крепится на валу

9.                Клиноремённая передача,

10.            Вал муфты,

11.            Швейная машина,

12.            Тахогенератор, вырабатывает в постоянном электромагнитном поле напряжение, пропорциональное скорости вращения вала,

13.           14. Датчики положения главного вала, подающие команду на останов иглы соответственно вверху или внизу,

15, 16. Усилители, управляемые сигналом тахогенератора; изменяют напряжение на магнитах 3 и 7, вызывая или гон, или торможение.

4

3. Описание работы автоматизированного электропривода

Включаем двигатель 1.

Если муфта 3 под током, то диск 4 притягивается к ней, изгибая пластины крепления диска. При этом фрикционная часть диска коснётся ведущего диска 2. В зависимости от силы магнитного поля в паре 2-4 возможно проскальзывание или полное сцепление. В последнем случае скорость ремённой передачи будет наибольшей. Таким же образом взаимодействуют диски 5,6 под влиянием муфты 7. При увеличении тока в обмотке 7 возрастает торможение вплоть до останова. На промежуточных скоростях машины имеет место скольжение в обеих электромагнтных муфтах. Нагрев при этом не выходит за рамки допуска, т.к. этот режим кратковременен.

Как регулируются обороты машины? Нажав педаль вперёд до отказа, выполним пуск, так как гонная муфта получила максимальный ток, а тормозная – обесточена. Для снижения скорости слегка отпустим педаль, тогда гонная муфта снизит интенсивность магнитного поля и момент трения в паре 3-4 упадёт, начнётся проскальзавание, скорость машины снизится. При дальнейшем отпускании педали муфта 3 обесточится, а тормозная 7 – включится. Произойдёт останов машины с предварительным вводом машины на доводочную скорость, при достижении которой начинают срабатывать средства автоматики машины. Тахогенератор используется, как датчик скорости. При отклонении её от заданной (задаётся скорость педалью пуска), тахогенератор через усилители 15 и 16 изменяет напряжение на муфтах.

Если требуется остановить машину с иглой в нижнем положении, необходимо педаль пуска отпустить полностью. Тогда тормозная муфта снизит скорость машины до доводочной, а затем датчик положения 14 прикажет ей остановить машину. Если нажать педаль пяткой назад, то при останове игла будет вверху. При этом нужное положение главного вала контролируется датчиком 13. Таким образом, датчики 13 и 14 включает в работу педаль пуска. Усилители 15 и16 получают сигнал, представляющий собой разность напряжений задаваемого и выдаваемого тахогенератором.

ПРИМЕР: при пуске из покоя у тахогенератора U=0, а на задатчике – педали – U max . Тогда подаваемое напряжение усилителям будет U max – 0 = Umax.

Заключение

Описание электрооборудования производственного механизма обычно делится на три части: общие сведения об электрооборудовании, описание действия электрической схемы управления и перечисление всех блокировок и защиты.

Указывается полный перечень, назначение и технические данные электрических машин, электромагнитов, электронагревательных устройств и других силовых элементов, возможные режимы работы электрооборудования и применяемые напряжения для питания элементов электрооборудования. Приводится общая характеристика аппаратуры управления, защиты и сигнализации, объединенной по назначению и местам размещения.

Описание действия электрической схемы производится в последовательности, соответствующей порядку работы элементов электрооборудования для рабочих, а также наладочных режимов. При перечислении блокировок и защиты указывается их назначение и приводится изложения действия всех блокировок и защиты электрооборудования, а также вопросов электробезопасности.

К каждой отдельной принципиальной схеме прилагается перечень электрооборудования, в который заносят краткие технические данные и позиционное обозначение всех элементов и устройств, используемых в схеме. Кроме того, на схеме обычно приводятся диаграммы работы переключателей управления всех видов и назначений, циклограммы срабатывания и схематическое расположение путевых выключателей и командоаппаратов.

Список используемой литературы

Электрооборудование промышленных предприятий и установок, Е.Н. Земин, 1981 год

Электрооборудование промышленных предприятий и установок, Н.А. Гурин, 1990 год

Электрооборудование, С.Ф. Григорьев, 1990 год

Машины, машины-автоматы и автоматические линии легкой промышленности, А.А. Анасивае, 1983 год

Справочник, промышленное швейное оборудование, Кузьмичев В.Е.