Мощность холостого хода сверлильного станка

Тема 2.3.24 Расчёт мощности двигателя сверлильного станка

date image2020-06-08
views image149

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

1. Составить конспект

Расчет мощности электродвигателей механизмов металлорежущих станков токарной группы

1. При расчете мощности электродвигателя с регулированием скорости необходимо учитывать механическую характеристику механизма.

2. Для механизма главного движения, где осуществляется двухзонное регулирование скорости: с постоянным моментом и постоянной мощностью, мощность электродвигателя рассчитывается по формуле

4. где: Ммакс — максимальное сопротивление при продолжительной нагрузке и максимальное эквивалентное сопротивление при повторно-кратковременной нагрузке; ωн — максимальная скорость при регулировании с постоянным моментом (при номинальном потоке).

5. Для привода подач мощность определяется, исходя из максимального эквивалентного момента и максимальной скорости. При большом диапазоне регулирования скорости целесообразно применять электродвигатели с независимой вентиляцией или закрытого типа. При применении электродвигателя с самовентиляцией необходимо учитывать ухудшение его охлаждения на малых скоростях.

6. Для нерегулируемых двигателей, как правило, работающих в режиме S6 (если цикл не превышает 10 мин) расчет мощности осуществляется следующим образом.

7. Мощность электродвигателя для каждой операции определяется по формуле:

9. где: Pzi, η — мощность резания и кпд станка соответственно.

10. Кпд в зависимости от нагрузки определяется, исходя из потерь мощности, принимая за основу выражение:

12. где: Рнz — номинальная мощность резания; α и β — коэффициенты постоянных и переменных потерь.

13. С учетом коэффициент загрузки

16. Коэффициент полезного действия станка

18. Для случая К=1

20. Разделение потерь для определения кпд при любой нагрузке дает

22. Ориентировочно для практических расчетов принимается

24. Для приводов главного движения токарных, фрезерных, сверлильных станков кпд при постоянной нагрузке составляет 0,7. 0,8, для шлифовальных станков 0,8. 0,9. Мощность электродвигателя при холостом ходе станка определяется по формуле:

26. Продолжительность операции для каждого перехода определяется по формуле:

28. где: l — длина перехода, мм; S — подача, мм/об; n — скорость вращения шпинделя, об/мин.

29. Время на установку и снятие детали принимается равным 1-3 мин. По расчетной мощности и времени для каждой операции строится нагрузочная диаграмма и определяется эквивалентная мощность.

30.

31. При применении электропривода с регулированием скорости при выборе двигателя по мощности берется наиболее тяжелый режим работы, как по нагрузке, так и по частоте включений в час.

32. Предварительный выбор электродвигателя в этом случае производят по эквивалентному моменту с учетом коэффициента запаса на динамику в пределах Kд=1,1-1,5 и наиболее вероятной продолжительности включения.

34. где: βi — коэффициент, учитывающий ухудшение охлаждения электродвигателя на i-м интервале при снижении скорости ниже номинальной;

36. βо- коэффициент ухудшения теплоотдачи при неподвижном якоре; ПВР, ПВст — расчетное и стандартное значение продолжительности включения.

37. Мощность двигателя определяется из формулы

39. Затем производится проверка на перегрузочную способность и на нагрев с учетом реального момента инерции двигателя, заготовки и механических частей станка.

Источник

СИЛОВОЙ РАСЧЕТ ПРИВОДОВ СТАНКОВ

5.1. Расчет коэффициента полезного действия станка и модности главного электродвигателя.

Расчет выполняется в следующей последовательности [15-18,32,35,40,41,49,50]:

Определить эффективную мощность станка, т.е. мощность затрачиваемую на процесс резания:

кВт

где — тангенциальная составляющая усилия резания в н, определяемая по соответствующей формуле из теории резания и соответствует самым тяжелым условиям резания [2,17];

V — скорость резания в м/мин; определяется по формулам приведенным в литературе [2,17,49] для соответствует самых тяжелых условий резания, затем вычисляется .корректируется по структурному графику, рассчитывается фактическая скорость резания.

Для сверлильных станков удобнее пользоваться формулой:

кВт

где ‑ крутящий момент на сверле в Н·м., определяемый по соответствующей формуле из теории резания

‑ частота вращения шпинделя в мин -1 , рассчитанная по предварительно вычисленной скорости резания V.

5.2 Мощность холостого хода, т.е. потери мощности на холостом ходу станка.

Для, станков о главным вращательным движением приближенно может быть рассчитана по формуле [17,18,41];

кВт.

где — среднее арифметическое в мм диаметров всех опорных (подшипниковых) шеек валов коробки, скоростей станка, исключал шпиндель; в зависимости от габаритов станка можно принять мм;

— среднее арифметическое в мм диаметров опорных шеек шпинделя; в зависимости от габаритов станка можно принять мм или по аналогии со станкам-прототипам;

с — коэффициент, равный 1,5 для шпинделя, смонтированного на подшипниках качения, и 2 — на подшипниках скольжения;

— частоты вращения в мин -1 валов коробки скоростей и шпинделя на той ступени, на которой рассчитывается ; берутся из структурного графика привода главного движения станка в соответствии с найденной скоростью резания .

5.3 Определять расчетный (условный) КПД станка:

Определяют по зависимости

где КПД передач и подшипников качения и скольжения, соответственно (см. табл.);

— соответственно, количество однотипных передач и подшипников коробки скоростей — станка;

— коэффициент, приближенно учитывающий затраты мощности в приводе подач; для токарных, револьверных, сверлильных и расточных станков =0,96; для фрезерных станков, обычно имеющих отдельный электродвигатель привода подач =1,0.

Таблица –5.1 КПД передач и подшипников станков

Тип передачи или подшипника КПД
Плоскоременная передача 0,98
Клиноременная передача 0,97
Прямозубая цилиндрическая передача 0,99
Непрямозубая цилиндрическая передача 0,965
Коническая передача 0,97
Червячная передача ( -угол подъема винтовой линии червяка; =5+6° — угол трения в передаче) Подшипники качения Подшипники скольжения 0,997 0,98

Определение мощности главного электродвигателя

Мощность главного электродвигателя определяется по формуле

Коэффициент меньше единицы может быть принят с учетом того, что двигатели в состоянии кратковременно работать с перегрузкой до 25% от номинальной мощности.

По рассчитанной мощности подбираем двигатель по каталогу.

Источник

3 Пример расчета мощности двигателя главного привода сверлильного станка

На станке производится сверление отверстия диаметром 57мм и глубиной 300мм в заготовке из ковкого чугуна.

Определяем скорость резания, допускаемую режущими свойствами сверла vz, м∙мин -1 [1, с.276]

, (3.1)

где Cv – коэффициент, зависящий от материала изделия и сверла;

D – диаметр сверла, мм;

T – стойкость сверла, мин;

s – подача, мм∙об -1 ;

qv, yv, xv, m – показатели степени, зависящие от материала изделия и диаметра сверла;

kv – поправочный коэффициент.

При D=75мм; T=200мин; t=37,5мм; s=1,25мм∙об -1 ; kv=0,33 [1, с.276]; Cv=25,3; m=0,125; yv=0,4; qv=0,25; xv=0 из таблицы 29 [1, с. 179]

м∙мин -1

Находим частоту вращения шпинделя n, мин -1 , соответствующую найденной скорости резания по (1.2) при vz=11,59 м∙мин -1 , D=75 мм

мин -1

По паспортным данным станка принимаем nд =52 мин -1 .

Определяем действительную скорость резания vzд, м∙мин -1 , по (1.3) при D=75 мм, nд=52 мин -1

м∙мин -1

Определяем крутящий момент от сил сопротивления резанию при сверлении Мкр, Н·м [1, с.277]

, (3.2)

где Cм– коэффициент, зависящий от материала изделия;

D – диаметр сверла, мм;

qм, yм – показатели степени, зависящие от материала изделия и диаметра сверла;

s – подача, мм∙об -1 ;

kp – поправочный коэффициент, принимаем равным 1.

При D = 75 мм; s = 1,25 мм∙об -1 ; Cм = 0,021; qм = 2; yм = 0,8 из таблицы 32 [1, с.281]; kp = 1 [1, с.280]

Н·м

Определяем мощность, затрачиваемую на резание Pz, кВт [1, с.280]

, (3.3)

где Мкр – крутящий момент резания при сверлении, Н∙м;

nд – действительная частота вращения шпинделя, мин -1 .

При Mкр = 1385,28 Н·м; nд = 52 мин -1

Находим основное время сверления T0, мин [2, с.171]

, (3.4)

где L – длина детали, мм;

nд – действительная частота вращения шпинделя, мин -1 ;

s – подача, мм∙об -1 .

При nд = 52 мин -1 ; s = 1,25 мм∙об -1 ; L = 300 мм

мин

Т.к отверстие сверлится на глубину, значительно превышающую диаметр сверла, то операцию необходимо выполнить в несколько проходов, в данном случае – два.

Исходными данными для определения эквивалентной мощности двигателя является нагрузочная диаграмма, приведенная на рисунке 2.

Определяем мощность на валу двигателя при сверлении Pдв, кВт, по (1.6) при Pz =7,38 кВт, cт = 0,82

кВт

Определим потери мощности в станке при резании , кВт по (1.10) при Рдв = 9 кВт, Рz = 7,38 кВт

кВт

Мощность холостого хода станка Рст0, кВт, определим по (1.9) при = =1,62 кВт

кВт

По рассчитанным данным строим нагрузочную диаграмму (рисунок 3)

По нагрузочной диаграмме определяем эквивалентную мощность Рэкв, кВт, за цикл обработки

, (3.6)

где – половина основного времени сверления, мин;

t01,t02 – время необходимое для извлечения и охлаждения сверла и выхода стружки, мин.

Рисунок 3 – Нагрузочная диаграмма двигателя сверлильного станка

При Рсв = 9кВт, Р0 = 0,97кВт, = 2,3мин, t01 = t02 = 0,33мин

кВт

По кинематической схеме станка расчетная частота вращения двигателя составляет nдв.расч≈1450мин -1 .

На основании расчетов выбираем двигатель АИРМ132М4. Паспортные данные двигателя заносим в таблицу 4.

Таблица 4 – Паспортные данные выбранного двигателя

Источник

Поделиться с друзьями
Мощность и напряжение