【正文】 ........27 多段速的參數(shù)設(shè)定表 .....................................................................28 PLC 選擇 ....................................................................................................28結(jié) 論 .....................................................................................................................29致 謝 .....................................................................................................................30參考文獻 .................................................................................................................31北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）11. 緒論械制造技術(shù)已經(jīng)是生產(chǎn)、國際經(jīng)濟競爭、產(chǎn)品革新的一種重要手段，所有國家都在尋求、獲得、開發(fā)和利用它。主要研究完成了對普通車床的工作原理進行了分析研究，簡單介紹了普通車床的拖動系統(tǒng)及機械特性，然后重點介紹了普通車床的原拖動系統(tǒng)。該同學(xué)收集的數(shù)據(jù)資料較翔實，分析和論證有一定深度，結(jié)論正確合理。因此除了要進行計算傳動比 1：3 的齒輪箱的機械設(shè)計，還要把這個多軸傳動折算到電動機軸側(cè)，以驗算改造后的 GD178。而車床已經(jīng)成為機械制造的主要工具。 6. 總計技術(shù)論文形成典型設(shè)計方案，以便推廣。 3. 車床主軸的變頻節(jié)能改造是《交流變頻調(diào)速技術(shù)》專業(yè)課的典型應(yīng)用實例，應(yīng)該很成熟可行。學(xué)生學(xué)以致用大有可為。畢業(yè)設(shè)計(論文)主要參考資料： [1]. 大連組合機車研究所.《組合機床設(shè)計手冊 機械部分》 機械工業(yè)出版社 1975[2]. 大連組合機車研究所. 《組合機床設(shè)計參考圖冊》 機械工業(yè)出版社 1975[3]. 周宗明. 《金屬切削機床》 清華大學(xué)出版社 2022[4]. 濮良貴，紀名剛. 《機械設(shè)計》 高等教育出版社 2022[5]. 賈亞洲. 《金屬切削機床概論》 機械工業(yè)出版社 2022[6]. 周開勤. 《機械零件手冊》 高等教育出版社 2022[7]. 孫恒，陳作模. 《 機械原理》 北京高等教育出版社 2022[8]. 朱林. 《機電一體化設(shè)計》 石油工業(yè)出版社 2022[9]. 甘永立. 《幾何量公差與檢測》 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 2022[10]. 大連理工大學(xué)工程畫教研室.《 機械制圖》 高等教育出版社 1993[11]. 金振華. 《組合機床及其調(diào)整與使用》 機械工業(yè)出版社 1990畢業(yè)設(shè)計(論文)應(yīng)完成的工作：1 查找與機床改造和機械設(shè)計相關(guān)的資料2 設(shè)計全套機和電結(jié)合的圖紙、應(yīng)用軟件編程，以及研制總結(jié)論文，作為典型設(shè)計在有條件時做成實物設(shè)備，成為具有知識產(chǎn)權(quán)的商品以備推廣到大多數(shù)車床用戶。目前，我國機床工業(yè)進入了一個關(guān)鍵的發(fā)展時期，當前機床機械制造業(yè)面臨產(chǎn)品更新，進行技術(shù)改造的局面，這是提高生產(chǎn)效率和高速發(fā)展迫切需要的。和折算電動機的有效功率。論文的寫作基本規(guī)范。配以PLC 控制實現(xiàn)變頻調(diào)速的目的。它正被看作是現(xiàn)代國家經(jīng)濟上獲得成功的關(guān)鍵因素。 普通車床的構(gòu)造如圖 21 所示，主要部件有： 圖 21 普通車床的構(gòu)造北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）3 普通車床的拖動系統(tǒng) 普通車床的運動系統(tǒng) 普通車床的運行系統(tǒng)主要包括以下兩種運動：1. 主運動 工件的旋轉(zhuǎn)運動為普通車床的主運動，帶動工件旋轉(zhuǎn)的拖動系統(tǒng)為主拖動系統(tǒng)。(2) 在高速段，由于受車床身機械強度及振動等的影響，速度越高，允許的切削深度和進刀量越小，阻轉(zhuǎn)矩也越小，因而具有恒功率的性質(zhì)。 ，非但切削深度較小，進刀量也往往不大。所以，以選用矢量控制方式為宜。 ?????????? = （15）??????????39。??????39。?????????????? （111）??39。G180。：新的系列變頻器在無反饋矢量控制方式下，已經(jīng)能夠做到在 時穩(wěn)定運行，所以完全可以滿足普通車床主拖動系統(tǒng)的要求。 在進行無極調(diào)速是必須注意：在低速段的一檔傳動切換到變頻器無極調(diào)速時，存在著一個電動機的有效轉(zhuǎn)矩線小于負載特性的區(qū)域，如下圖所示。北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）13圖 51：（1）機械傳動機構(gòu)與電機轉(zhuǎn)矩特性 分析確定機床的主傳動功率轉(zhuǎn)矩，由于車床低速段為恒轉(zhuǎn)矩負載特性，在高速段為恒功率負載特性，為了減小電動機容量后啟動轉(zhuǎn)矩不夠的問題，改造設(shè)計一級傳動機構(gòu)的傳動比為 1：3，這樣使得減小的電動機的轉(zhuǎn)矩線被有效覆蓋，以滿足負載特性，達到經(jīng)濟、節(jié)能。北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）15 圖 52 變頻調(diào)速系統(tǒng)控制電路以采用外接電位器調(diào)速為例，控制電路如下圖所示。 控制流程圖北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）17 圖 556. 計算選擇 選擇電動機型號 電動機的主要額定數(shù)據(jù)(1) 額定容量 ；(2) 額定轉(zhuǎn)速 1440r/min；(3) 過載能力 考慮到電動機的額定容量和過載能力，選擇了 Y2132S4 型變頻調(diào)速三相異步電動機。由其是匝間絕緣，為了能夠承受由高電壓上升率在線圈匝間反復(fù)施加的陡度極大的沖擊電壓所導(dǎo)致的嚴酷考驗，采用了特殊措施予以加強。(4) 電動機調(diào)速范圍廣。根據(jù)用戶要求可帶電磁式制動器，齒輪減速機等附件。??????????????帶負載的過載能力 （123）??????=????????39。 而對于采用了矢量控制方式的變頻器來說，由于進行矢量控制時需要進行大量的運算，其運算電路中有時還有一個以 DSP（數(shù)字信號處理器）為主的轉(zhuǎn)矩計算用 CPU 以及相應(yīng)的磁通監(jiān)測和調(diào)節(jié)電路。它的作用是在控制電路的控制下將平滑電路輸出的直流電源轉(zhuǎn)換為頻率和電壓都任意可調(diào)的交流電源。??????根據(jù)電動機銘牌數(shù)據(jù)計算如下：=1（）=??????≥??????/??cos?=1=??????≥??????所以選擇普通功能矢量控制的變頻器，在此選擇變頻器的類型為 ABBACS510。2端子 RUN 定義為正轉(zhuǎn)運行指令，端子 F/R 定義為反轉(zhuǎn)運行指令。 此功能常用于保證電機工作于允許頻段，以避免誤操作或意想不到的原因?qū)е聶C械系統(tǒng)或變頻器發(fā)生意外。多段速度運行時的起動/停機由控制方式選擇功能代碼 10 決定，可選擇鍵盤或端子指令。符合廣大用戶的需求，是我國目前發(fā)展的需要。這一課題是一個多方面的綜合性設(shè)計項目，涉及普通車床的功能與構(gòu)造，普通車床的拖動系統(tǒng)，車床主拖動的變頻調(diào)速系統(tǒng)，同時還介紹了變頻器的種類，變頻器的選擇，以及變頻器的功能預(yù)置等多個相關(guān)方面的知識。在本次畢業(yè)設(shè)計的研討與完善過程中，老師給予了我大力支持和指導(dǎo)，并促使這一項目的完整實施。在設(shè)計中主要的是車床的拖動原理以及變頻器的調(diào)速原理，還有就是用到的一些電子元器件的相關(guān)基本知識以及電動機、變頻器的型號選擇，我的設(shè)計主要是利用變頻器改變速度來控制車床的變頻調(diào)速。多段速度優(yōu)先級高于鍵盤給定或模擬給定。若給定頻率小于下限且無停車指令，則輸出頻率保持在下限頻率值不變。（功能代碼 10）北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）24 表 6410 功能說明 備注0 由按鍵 RUN、STOP 控制變頻器的起動與停止1 由端子 RUN=ON=OFF 控制變頻器的起動與停止運轉(zhuǎn)方向由端子 F/R 控制F/R=OFF，正轉(zhuǎn)（正轉(zhuǎn)優(yōu)先）F/R=OFF，反轉(zhuǎn)在運行過程中，允許正反轉(zhuǎn)切換，由鍵盤上的指示燈 FWD 或 REV 指示。北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）23 變頻器的選擇變頻器連續(xù)運轉(zhuǎn)時所需的變頻器容量應(yīng)滿足: ??????≥??????/??cos???????≥??????式中： ——負載所要求的電動機的輸出功率；???? y——電動機的效率（通常為 ） ； ——電動機的功率因數(shù)（通常約為 ） ；cos? ——電動機的電流， A；???? k——電流波形修正參數(shù)； ——變頻器的額定容量，kVA。此外，由于電動機制動的需要，在直流中間電路中有時還包括制動電阻以及其它輔助電路。表 63 各檔轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)矩核算結(jié)果負載轉(zhuǎn)速/（r/min） 80 120 250 500 800 1200電動機轉(zhuǎn)速/（r/min ） 480 720 1500 600 960 1440電動機工作頻率/Hz 25 50與表 32 中的各檔負載轉(zhuǎn)矩相比，可以看出：各檔的過載能力基本滿足要求。??????/??39。(7) 電動機的接線方式，250 及以下機座號為 Y 聯(lián)結(jié)，280 及以上機座號為△聯(lián)結(jié)。也可以給據(jù)用戶要求確定額定點的電壓和頻率。電動機的電磁負載設(shè)計也考慮了一定的裕度，這樣，既能保證電動機在高頻時的過載能力，又能在低頻運行時仍能保持恒轉(zhuǎn)矩輸出。當電源開關(guān)按下時，電源指示燈亮。北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）14 設(shè)備明細表表 1名 稱 及 型 號 規(guī) 格 及 尺 寸 數(shù)量 安 裝 位 置 備注電機 Y2132S4 380V/變頻器 ABB510 系列 220V/7KVA 12A 1 控制柜內(nèi)PLC 西門子 S7200 220V/24V10A 1 控制柜內(nèi)總動力空氣開關(guān) 同上 同上接觸器熱繼電器 220V/24V10A 0 控制柜操作面板控制箱電源總開關(guān)自動空氣開關(guān)TMC10，2P220VAC 25A 1 控制柜內(nèi)控制箱總電源開關(guān)金屬鑰匙開關(guān) 220V5A 雙刀雙擲 1 控制柜操作面板DO 輸出 AC 驅(qū)動總電源開關(guān) 1 控制柜操作面板信號端子 DX10 100 控制柜內(nèi)電源端子 DX20 50 控制柜內(nèi)匯線槽 50X50X30 若干 控制柜內(nèi) 傳動比設(shè)計（1:3）由于改造前的機床是手動變速，是通過手柄改動變速箱內(nèi)齒輪對實現(xiàn)變速，操作起來比較繁瑣。圖中電動機的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，和停止分別由按鈕開關(guān) SF,SR,ST 來進行控制。 變頻器的頻率給定變頻器的頻率給定方式可以有多種，應(yīng)根據(jù)具體情況進行選擇。但從節(jié)能的角度看 V/F 控制方式并不理想。圖 241——負載特性曲線 2——電動機的有效轉(zhuǎn)矩線2. 電動機的容量 如圖 24，電動機的容量與面積 OA180。????≤????????≤???? 設(shè)最大調(diào)頻比 （1??????????=????????/????10） 則：電動機的最高轉(zhuǎn)速 也約為額定轉(zhuǎn)速 的 倍：??39。而電動機的容量則與面積 OA180。 低速轉(zhuǎn)保留一級傳動比，且 方案????≤???? (1) 電動機和主軸之間的傳動比只有一檔，傳動比 （14）??=????/????北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）6 (2) 變頻器的最大輸出頻率 等于電動機的額定頻率 。 在低速段，拖動系統(tǒng)經(jīng)齒輪降速后的額定轉(zhuǎn)矩將遠遠高于負載的最大阻轉(zhuǎn)矩，具有極強的過載能力。所以，在實際處理時，通常?。? （11）??????≥??/4 主拖動系統(tǒng)的負載功率 如圖 22，主拖動系統(tǒng)的負載功率取決于高速段任一點轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的乘積： ???? ??=????????????/9550