/>Исходные данные
Наибольший диаметробрабатываемой детали, [мм] />
Наименьший диаметробрабатываемой детали, [мм] />
Длина первого перехода,[мм] />
Длина второго перехода,[мм] />
Скорость резания первого перехода,[м/мин] />
Скорость резания второго перехода,[м/мин] />
Скорость резания третьегоперехода, [м/мин] />
Скорость резаниячетвертого перехода, [м/мин] />
Скорость резания пятого перехода,[м/мин] />
Усилие резания первого перехода,[Н] />
Усилие резания второго перехода,[Н] />
Скорость резания третьегоперехода, [м/мин] />
Скорость резаниячетвертого перехода, [м/мин] />
Скорость резания пятого перехода,[м/мин] />
Передаточное число 1коробки скоростей />
Передаточное число 2коробки скоростей />
Момент инерции коробкискоростей, [/>]/>
Тип электродвигателя: АД(асинхронный двигатель):
Способ торможения: ДТ (динамическоеторможение):
/>
Статическаянагрузочная диаграмма электропривода
Определим мощностирезания для каждого перехода:
/>,
где i =1..5 — номерперехода;
FZi — силарезания для каждого перехода;
Vi — скоростьрезания для каждого перехода.
/>
Максимальная мощностьрезания
/>=8.48 кВт
Коэффициент загрузки:
/>;
/>
КПД для каждого перехода:
/>;
/>
/>
/>
/>
/>
Мощность на валудвигателя для каждого перехода:
/>;
/>
/>
/>
/>
/>
Мощность потерь в станкепри холостом ходе:
/>;
/>
Частоты вращения шпинделядля каждого перехода:
/>,
где d — диаметробрабатываемой детали (при отрезке, подрезке принимается наибольшим), мм.
/>
/>
/>
/>
/>
Машинное (рабочее) времядля каждого перехода:
/>,
где l — длина перехода,мм.
Определим длины переходов:
/>
Определим подачу напереходах (принимается самостоятельно [1..6] мм):
S1 := 1;
S2 := 2;
S3 := 4;
S4 := 4;
S5 := 5;
Определим машинное(рабочее) время для каждого перехода:
/>
/>
/>
/>
/>
Время паузы при работестанка tпо (время на установку детали, промер при точении, снятиедетали, управление станком) принимаем равным 0,6 мин.
Время паузы равномернораспределяется между рабочими операциями:
/>;
/>
Таким образом,статическая нагрузочная диаграмма будет состоять из следующих участков:технологическая пауза (/>), рабочий участок (/>), технологическая пауза(/>),рабочий участок (/>), технологическая пауза (/>), рабочийучасток (/>), технологическаяпауза (/>),рабочий участок (/>), технологическая пауза (/>), рабочийучасток (/>),технологическая пауза (/>).
Время всего цикла:
/>
Статическая нагрузочнаядиаграмма приведена на рисунке 1.1.
/>
Рисунок 1.1 — Статическаянагрузочная диаграмма
электроприводзагрузка мощность вал
/>Предварительный выборэлектродвигателя по мощности и скорости
Из статическойнагрузочной диаграммы определим среднеквадратичную мощность:
/>;
/>
Условие предварительноговыбора двигателя по мощности:
/>
Предварительно выбираемдвигатель 4A132M2У3 с параметрами:
Номинальная мощность,[кВт]: Pn := 11;
Номинальное напряжение,[В]: Un := 380;
Частота питающегонапряжения, [Гц]: f1 := 50;
Синхронная частота,[мин^(-1)]: nc := 3000;
Номинальная (асинхронная)частота, [мин^(-1)]: nn := 2900;
Ток на роторе, [А]: In:=21.20;
Момент инерции, [кг*м^2]:Jdv := 0.023;
Коэффициент сдвига фаз: cosfi:= 0.9;
КПД двигателя: nu_dv :=0.88;
Коэффициент перегрузкидвигателя (Mmax / Mном): Kp := 2.8;
Номинальное скольжение: Sn:= 0.023;
Масса двигателя, [кг]: m_dv:= 93;
Проверим выбранныйдвигатель по мощности:
/>,
где nн — номинальнаячастота вращения вала двигателя;
/>— коэффициент ухудшениятеплоотдачи на i-м переходе.
/>,
где />— коэффициент ухудшениятеплоотдачи при неподвижном якоре.
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Условие /> выполняется, значитдвигатель выбран правильно.
/>
Динамическаянагрузочная диаграмма электропривода
При построениидинамической нагрузочной диаграммы необходимо учитывать, что вращающий момент искорость на валу двигателя мгновенно изменится не могут. Время переходногопроцесса изменения скорости от /> до /> в начале и конце каждогоперехода:
/>,
где />— угловая скоростьвращения вала двигателя в начале переходного процесса, с-1;
/>,
где />— скорость идеальногохолостого хода.
/>,
где />— номинальная скоростьдвигателя, с-1;
/>;
/>.
UH —номинальное напряжение, В;
IН —номинальный ток, А;
/>;
/>.
rЯ —сопротивление якоря, Ом.
/>.
/>.
/>— угловая скорость вращения валадвигателя в конце переходного процесса, с-1;
/>;
/>
/>
/>
/>
/>
/>— вращающий момент двигателя вначале переходного процесса, Н·м;
/>;
/>=3.24 Н·м
/>— вращающий момент двигателя вконце переходного процесса, Н·м;
/>;
/>
/>
/>
/>
/>
J — приведенный к валудвигателя момент инерции, кг·м2.
/>,
где KJ —коэффициент, учитывающий моменты инерции масс деталей, вращающихся медленнее,чем вал двигателя: для привода с механическим регулированием скорости KJ=1,3;
Jд — моментинерции ротора двигателя по паспортным данным;
Jм=0.0069
Jд =0,023кг·м2.
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Время технологическихпауз с учетом времени переходных процессов:
/>
/>
Динамические нагрузочныедиаграммы приведены на рисунках 1.3, 1.4 и 1.5.
/>
Рисунок 1.3 —Динамическая нагрузочная диаграмма (мощности)
/>
Рисунок 1.4 —Динамическая нагрузочная диаграмма (моменты)
/>
Рисунок 1.5 —Динамическая нагрузочная диаграмма (скорости)/>Проверочный расчет электродвигателя по нагреву
Эквивалентную мощностьпри электрическом способе регулирования скорости найдем как
/>,
где />,
/>.
/>— время переходного процесса примаксимальном перепаде скоростей;
/>,
где />— пусковой момент;
/>=36,22 (/>)
/>
/>
/>.
/>
/>— средняя мощность потерь вэлектродвигателе за время переходного процесса для каждого перехода, Вт;
/>
где />— изменение энергиипотерь в двигателе;
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Используя полученныезначения, рассчитаем эквивалентную мощность:
/>
Так как выполняетсяусловие />,то двигатель не будет нагреваться.