Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

1 2 Предварительный расчёт мощности двигателя и построение нагрузочной диаграммы - файл


скачать (86.5 kb.)


1.3.2 Предварительный расчёт мощности двигателя и построение нагрузочной диаграммы
Процесс обработки детали включает в себя фрезерование цилиндрической поверхности на одном участке. Материал изделия—хххххх. У данного изделия припуск на механическую обработку составляет х мм, из которых х+1,2 приходится на чистовую обработку.

Принимается глубина чернового резания t= =хмм. Для принятой глубины фрезерования выбирается торцевая фреза диаметром dф=хмм и числом зубьев zф=х. Материал режущей части фрезы—вставные ножи, оснащенные пластинами из твердого сплава. Главный угол в плане φ=х°, передний угол γ=+х°. Период стойкости фрезы Т=х минут. Ширина фрезерования В=х мм.

Назначается подача на один зуб фрезы. По таблице для твердого сплава выбирается значение подачи Sz.табл= 0х мм/зуб. Определяется подача с учетом поправочных коэффициентов k1—при смещенной установке фрезы—и k2—при главном угле в плане φ=х°. Вначале необходимые данные найдем для черновой обработки.

(1.1)

Для расчета скорости резания при фрезеровании используем формулу:



(1.2)
где Cv –коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, типа фрезы и вида обработки, Cv=ххх; Т-стойкость фрезы, Т=х мин; q, m,x,u,y,p-показатели степени. Зависящие от свойств обрабатываемого материала: q=х; m=х; x=0,х; u=0,х; y=0,х; p=х.

Подставив данные в формулу (1.2) получим:


Для расчета частоты вращения инструмента используем формулу:



(1.3)

По формуле (1.3) определим частоту вращения инструмента:

Главная составляющая силы резания при фрезеровании - окружная сила. Усилие резания или окружное усилие при фрезеровании рассчитаем по формуле:

(1.4)

где Ср-коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, типа фрезы и вида обработки; Ср=190; y, u, q, w –показатели степени, зависящие от свойств обрабатываемого материала: y=0,х; u=х; q=х; w=0,х; x=х.

Подставив данные в формулу (1.4) получим:
Рассчитаем минутную подачу по следующей формуле:

(1.5)

Рассчитаем время каждого участка при обработке детали. Время быстрого хода детали к режущему инструменту (расстояние =х):



(1.6)
Технологическое время фрезерования:

(1.7)

где -величина врезания фрезы, =хмм;



- длина фрезерования, =хмм;

- величина пробега фрезы, =хмм.

Время ускоренного отвода детали:



(1.8)
Суммарное время обработки одной детали:


По результатам расчетов строим нагрузочную и скоростную диаграммы механизма, которые показаны на рисунках 1,2.
Рисунок 1

Рисунок 2



1.3.3 Предварительный выбор электродвигателя по мощности

При известных значениях усилия и скорости резания статическую мощность резания можно определить по формуле:

(1.9)
Выбор электродвигателя произведем исходя из мощности потребной на фрезерование. В этом случае статическая мощность электродвигателя определяется по следующей формуле:
(1.10)

Где k –коэффициент запаса по мощности, k=1,3;

- кпд механической передачи, =0,88.

Подставив данные в формулу ( 7) получим:


Основным требованием при выборе двигателя является его соответствие условиям технологического процесса рабочей машины. Задача выбора двигателя состоит в поиске такого двигателя, который обеспечивает заданный технологический цикл рабочей машины, соответствует условиям окружающей среды и компоновке с рабочей машиной и при этом имеет допустимый нагрев.

От правильного выбора электрического двигателя по мощности зависят надежность работы электропривода и его энергетические показатели в процессе эксплуатации. Однако это осложняется тем обстоятельством, что нагрузка на его валу в процессе работы, как правило, изменяется во времени, вследствие чего изменяются также потери мощности и соответственно температура двигателя.

Для обоснованного решения вопроса выбора электродвигателя по мощности необходимо знать характер изменения нагрузки электропривода во времени, т.е. зависимость от времени, мощности или момента электропривода.

Предварительный выбор двигателя произведем исходя из мощности потребной на фрезерование. По каталогу выбираем двигатель постоянного тока ххххх, имеющий следующие основные технические данные: номинальная мощность двигателя х кВт; номинальная частота вращения х об/мин; момент инерции х .


1.3.4 Построение нагрузочной диаграммы с учетом регулирования скорости.
Для построения диаграммы статического момента рассчитываем статический момент нагрузки на валу двигателя по формуле:

(1.11)

где Рс – рассчитанная мощность двигателя при фрезеровании, кВт;

nн – номинальная скорость вращения двигателя;

.

Строим диаграмму статического момента. Время действия статического момента равно времени установившегося режима фрезерования, t=х секунд.

Определяем номинальный момент на валу двигателя:

(1.12)

где Pн – номинальная мощность двигателя;

ωн – номинальная угловая частота вращения двигателя.

(1.13)

где nн – номинальная частота вращения двигателя.


Рисунок 3
об/мин.

Подставив значения ωн и Рн в формулу (1.12) получим номинальный момент на валу двигателя:


Для построения диаграммы динамического момента необходимо найти время пуска и торможения двигателя.

Время пуска находим по формуле:



(1.14)

где ωнач – угловая скорость при t=0.


Время торможения находим по формуле:

(1.15)

где ωкон – конечная угловая скорость.


Время установившегося времени фрезерования равно t=х с. Для построения диаграммы динамического момента рассчитываем динамический момент, возникающий при разгоне двигателя по формуле:

(1.16)

где J – момент инерции;

ωн – номинальная угловая частота вращения двигателя.

.

Строим диаграмму динамических моментов (рисунок 4).



Для построения диаграммы динамического момента рассчитываем динамический момент, возникающий при торможении двигателя по формуле:

(1.17)

где J – момент инерции;


Рисунок 4
ωн – номинальная угловая частота вращения двигателя.

.
По полученным данным (Мс, Мд, Мп, Мт, tпуск, tторм) строим нагрузочную диаграмму двигателя, приведённую к валу двигателя (рисунок 5).

Рисунок 5
1.3.5 Проверка выбранных электродвигателей.
Выбранный двигатель проверяем по условиям нагрева и надежности разгона привода.
По нагреву двигатель проверяется исходя из условия:

(1.18)

где Мн – номинальный момент двигателя, ;

Мэ – эквивалентный момент двигателя,

Эквивалентный момент рассчитываем по формуле :



(1.18)

где Мс, Мп, Мт – статический, пусковой и тормозной моменты;

tp, tп, tт – рабочее время, пусковое время и время торможения. tp – берётся из результатов вычислений по формуле (1.8).

Подставив все известные значения в формулу (1.17) получим:



Условие (1.18) выполняется,.



Т.к. данный двигатель удовлетворяет условию (1.18), то он подходит к данным условиям эксплуатации. Окончательно выбираем двигатель, технические характеристики которого сведены в таблице 1.
Таблица 1.

Наименование параметра (ед. измерения)

Величина

Номинальная мощность двигателя, кВт




Номинальный ток двигателя, А




Номинальная частота вращения двигателя, об/мин




Максимальная частота вращения двигателя, об/мин




Коэффициент полезного действия, %




Приведённое сопротивление якоря, Ом




Приведённое дополнительное сопротивление, Ом




Приведённое сопротивление обмотки возбуждения, Ом




Приведённое индуктивное сопротивление якоря, мГн




Момент инерции, кг м






Скачать файл (86.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации