3.7 і становить:
по формулі 3.1 (для від'ємних моментів) будуємо гальмівну характеристику двигуна.
Рисунок 1.4 – Механічна характеристика гальмування АД з фазним ротором.
2 Методика вибору потужності електродвигуна головного руху токарного верстату
2.1 Технічна характеристика виробничого механізму
Група токарних станків досить багато чисельна як по своєму конструктивному виконанню, так і по технічному призначенню.
В цю групу входять прості і універсальні токарні і токарно-гвинторізні станки, револьверні станки, токарні автомати та напівавтомати, а також токарні станки спеціального призначення. На кінець в цю групу входять карусельні станки.
До сучасних станків ставляться слідуючі основні вимоги:
1. Велика продуктивність при умові виконання достатньої точності форми і розмірів, а також чистоти поверхонь, оброблюваних на станку деталей.
2. Простота і легкість обслуговування.
3. Порівняно низька початкова вартість і невеликі експлуатаційні витрати.
4. Мала вага і габарити.
5. Простота виконання і зборки окремих вузлів станків.
Виконання цих умов можливе при використанні сучасних засобів механіки, електротехніки і гідравліки а в деяких випадках і пневматики.
Характерною особливістю станків токарної групи являється здійснення головного руху за рахунок обертання оброблюваного виробу; поступальне переміщення забезпечує подачу ріжучих інструментів(різців).
Головний привід більшості малих і середніх по розмірах токарних станків, за виключенням спеціальних здійснюється від асинхронних коротко замкнутих двигунів, так як вони зручні для конструктивного поєднання з коробкою швидкостей, найбільш дешеві і надійні в експлуатації. При цьому регулювання швидкості обертання здійснюється переключенням шестерень коробки.
В ряді випадків для головного приводу використовують двох- або багато швидкісні коротко замкнуті асинхронні двигуни, якщо їх використання призводить до значного спрощення кінематики, або коли потрібне автоматичне переключення швидкості.
Одним з важливих питань, що виникає при автоматизації токарних станків є питання про дистанційне керування механізмом зчеплення і розчеплення двох валів. Ця задача в сучасних токарних верстатах вирішується шляхом використання багатодискових електромагнітних муфт.
Використання великої кількості поверхонь тертя дає можливість дає можливість зменшити розміри цих муфт, а спеціальна форма дисків дозволяє всім дискам здійснювати передачу обертового моменту.
Рисунок 2.1- Кінематична схема редуктора.
Чисто електричне безступеневе регулювання швидкості доцільно використовувати в станках, де швидкість головного приводу регулюється в порівняно невеликому діапазоні. В практиці станкобудування для регулювання головних приводів найбільше застосування дістали приводи постійного струму по системі генератор-двигун з електронним підсилювачем.
Система генератор-двигун з ЧМУ з самозбудженням, яка використовувалась раніше в даний час майже не використовується.
Система генератор-двигун з ЧМУ з поперечного поля забезпечує плавне регулювання швидкості в даному діапазоні.
Завдання
Технічні дані | Варіанти №1
Значення коефіцієнтів для визначення швидкості і зусилля різання Xf = 1; Yf= 0,75; n = 0
Значення коефіцієнтів :
Cf
Cv
Xv
Yv
m
T, хв |
100
170
0,2
0,8
0,2
60
Номінальний ККД верстату, ст ном | 0,85
Момент інерції обертових частин, J, Н м2 | 0,7
Система електроприводу | АД
Глибина різання на кожному переході t, мм |
3,0
2,5
4,0
4,5
Довжина проходів обробки L ,мм і діаметр d ,мм | 30/100
50/100
70/200
50/150
Подача на кожному переході S, мм/об | 0,8
0,8
0,8
0,9
2.2 Вибір потужності електродвигуна головного руху токарного верстату
Електричні двигуни металорізальних верстатів повинні вибиратись таким чином, щоб повністю забезпечити задану продуктивність верстату при високій надійності і еконо-мічності його роботи.
Характерним режимом роботи головних приводів верстатів є тривалий режим із змінним навантаженням. В цьому випадку розрахунок потужності двигуна здійснюється методом середньоквадратичних величин на основі діаграми навантаження.
Швидкість різання залежить від якості оброблюваного матеріалу та різця і визначається за формулою:
, м/хв, (2.1)
де T - стійкість різця, хв.;
t- глибина різання, мм;
S - подача, мм/об.
м/хв;
м/хв;
м/хв;
м/хв;
Зусилля різання визначається за формулою:
, Н (2.2)
де V - швидкість різання, м/хв.
, Н;
, Н;
,Н;
, Н;
За відомими значеннями швидкості і зусилля різання визначаємо потужність різання:
, кВт. (2.3)
, кВт.
, кВт.
, кВт.
, кВт.
Швидкість шпинделя при певній швидкості різання, об/хв:
, (2.4)
де d – діаметр виробу, мм.
, об/хв;
, об/хв;
, об/хв;
, об/хв;
Машинний час являє собою необхідний час, протягом якого проходить обробка металу різанням, і визначається на кожному переході :
, хв. (2.5)
, хв;
, хв;
, хв;
, хв;
Допоміжний час включає час, затрачений на встановлення і зняття деталі, підведення і відведення різця, вмикання подачі та на вимірювання режиму:
, хв. (2.6)
, хв;
, хв;
, хв;
, хв;
Постійні втрати неробочого ходу , які не залежать від навантаження на верстат, визначаються за формулою:
, кВт, (2.7)
де Pzном - номінальна потужність при різанні, кВт ( приймається рівною Pz max);
- коефіцієнт постійних втрат.
Коефіцієнт визначається з врахуванням ККД верстату і коефіцієнту , який для середніх умов роботи і постійної швидкості приймають рівним 1,5:
. (2.8)
кВт.
Потужність на валу двигуна головного руху при різних переходах обробки деталі, тобто для кожної операції, визначається :
кВт, (2.9)
де - ККД для довільного навантаження:
(2.10)
;
;
;
;
, кВт;
, кВт;
, кВт;
, кВт;
Визначивши потужність різання для кожної операції, а також машинний і допоміжний часи будується графік залежності Р = f (t).
Рисунок 2.2- Графік залежності Р = f (t).
Визначаться еквівалентна потужність головного двигуна за побудованим графіком:
кВт
Вибір електродвигуна проводиться за умовою :
Вибираєм двигун П71.
Номінальні параметри вибраного двигуна приведені в таблиці 2.1.
Таблиця 2.1 - Номінальні параметри двигуна
Тип | Рн, кВт | nн, об/хв | Ін, А | RЯ +rДП , Ом | Момент
Інерції
J, кгм2 |
В
П71 | 10 | 1000 | 63 | 0,300 | 4 | 2,2 | 1,4 | 220
Після цього потужність двигуна перевіряється на перевантажувальну здатність за моментом:
,
де Мmax – найбільший момент при максимальному навантаженні, Нм:
Н м ;
Нм;
лм – коефіцієнт перевантажувальної здатності двигуна за моментом ( вибирається за каталогом ).
Якщо обидві умови виконуються, то вважається, що двигун вибраний вірно.
3 Методика