Электропривод передвижения стола продольно-строгального станка

   Рассчитаем  интервалы  времени:

1. Время разгона  от 0 до V_min

 

2. Время движения  стола вхолостую на скорости  V_min

3. Время движения при резании на скорости V_min

4. Время разгона стола до рабочей скорости прямого хода

5. Время торможения до скорости V_min

6. Время выхода резца из металла V_min

7. Время пробега на холостом ходу

8. Время торможения со скорости V_min  до 0

9. Время разгона стола при обратном ходе до V_мех

10. Время разгона стола от V_мех до V_max

11. Время торможения стола от V_max до V_мех

12. Время торможения стола от V_мех до 0

 

13. Время  резания со скоростью V_мех

14. Время установившегося движения стола при обратном ходе на максимальной скорости

15. Суммарное  время  работы  привода

       Определим  усилия и моменты,  действующие на  каждом  интервале времени.

       На Рис.2 изобразим нагрузочные диаграммы и тахограмму механизма. 

  V

      V_мех

 
 

               а₁                                               а₁ 
 

      V_min V_min

 

      а₁     а₁ 

   0  t 
 
 
 
 

                      а₂    а₂ 
 
 

 V_max

  M   

       t_p0  t_y1    t_y2        t_p1                t_y3                t_т1          t_y4   t_y5   t_т0   t_p2                         t_y6                              t_т2

      M₁

  0 

       M₁                                                                                             M₁          t

                                                                                                   
 
 

                                

                                           M₂ 
 

Рис. 2. Тахограмма и нагрузочная диаграмма механизма без учета динамических нагрузок 
 
 
 

3.2. Предварительный  расчет  мощности  двигателя.

       Найдем среднеквадратичное (эквивалентное  по условиям нагрева)  значение  статической мощности, соответствующее  реальному (обусловленному технологией) значению продолжительности включения. В нашем случае время работы электропривода совпадает со временем цикла t_p=t_ц, следовательно ПВ=100%    

где - суммарное время работы механизма в течение одного цикла; - угловая скорость вращения рабочего органа механизма, 1/с; (при ) – моменты на валу рабочего органа механизма, создаваемые силами статического сопротивления, Нм.

       Находим  мощность  двигателя 

 

где – коэффициент,  учитывающий  отличие  нагрузочной  диаграммы  двигателя  от  нагрузочной  диаграммы  механизма, h_р=0,95 – КПД редуктора, =0,95 – КПД механизма (пары «рейка-колесо»).

            Ближайшей  стандартной  мощностью  двигателя  является  мощность  Р_н=45 кВт. Данной  мощности  соответствует  несколько  двигателей  постоянного  тока [2]. Технические  данные  двигателей  приведены  в  таблице 1.

      Таблица 1

где  .

3.3. Выбор  номинальной  скорости  электродвигателя и  передаточного  числа  редуктора.

       По требуемому (расчётному) передаточному  числу редуктора и максимальному крутящему моменту на тихоходном валу выбирают соответствующий тип редуктора [3]. При этом допускается отклонение фактического значения передаточного числа от требуемого не более чем на ±5%.

       Рассчитаем  по  требуемому  передаточному  числу  редуктора  для  каждого   двигателя  суммарный  момент  инерции  привода,  приведенный  к  валу  двигателя.  Результаты  расчета  приведены  в  таблице 2.

                                          ,   
где – момент инерции якоря двигателя, кг·м²; – суммарное значение поступательно движущихся масс механизма, кг; D – диаметр приведения поступательно движущихся масс механизма к вращательному движению.

       Коэффициенты «1,1» при  и учитывают инерционность полумуфт, шестерен редуктора, зубчатого колеса.

       Максимальный крутящий момент на тихоходном валу редуктора:

 Н·м.

                                                                                                                   Таблица 2

 

Выбираем  двигатель  2ПН280MУХЛ4 (n_ном=750об/мин) и редуктор ЦД2 – 115М.

4. Проверка  двигателя по  нагреву и на  перегрузочную способность.

       Для проверки двигателя на перегрузочную способность необходимо построить нагрузочную диаграмму двигателя.

 

 

 

 

       Найдём моменты на всех отрезках  движения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       Нагрузочная диаграмма двигателя приведена на Рис. 3.

       Найдем  перегрузочную  способность  двигателя

     Для  проверки  двигателя  по  нагреву  воспользуемся  методом  эквивалентных  моментов.  Должно  выполняться  следующее  условие:

       Рассчитаем загруженность двигателя

       Условия  по  нагреву  и  перегрузочной  способности  выполняются, но загруженность двигателя составляет 79%, что слишком мало, поэтому выбираем двигатель меньшей мощности.

       Рассмотрим несколько двигателей меньшей мощности – 37 кВт. Технические данные  двигателей  приведены в таблице 3. 

      Таблица 3