1.2 Проверка двигателя по нагреву
Проверка двигателя по нагреву проводится с помощью уточненных нагрузочных диаграмм, построенных для режимов прикатки и наложения слоев (режим одного оборота).
С учетом действительного момента инерции ротора двигателя по (1.15) определяем действительный момент инерции электропривода J'д, кг·м2.
Рассчитываем время пуска (электрического торможения) при каждой операции tп(т), с
(1.19)
где ωдв – установившаяся угловая скорость двигателя при выполнении операции, рад·с-1;
Мср.п(т) – средний момент двигателя при пуске или торможении при выполнении операции, Н·м;
М'с – приведенный к валу двигателя момент сопротивления при выполнении операции, Н·м.
Приведенный момент сопротивления М'с, Н·м
(1.20)
где Fс – усилие статического сопротивления на барабане при выполнении операции, Н;
ηб – КПД механизма барабана.
Коэффициент полезного действия механизма барабана определяется как произведение КПД отдельных звеньев кинематической цепи
, (1.21)
где η1, η2, η3, ηi – КПД отдельных звеньев кинематической цепи.
Значения КПД звеньев кинематической цепи могут приниматься в соответствии с таблицей 1.
Таблица 1 – Значения КПД механических передач (без учета потерь трения в подшипниках)
Тип передачи |
Закрытая |
Открытая |
Зубчатая: с цилиндрическими колесами с коническими прямозубыми колесами |
0,96 – 0,98 0,95 – 0,97 |
0,93 – 0,95 0,92 – 0,94 |
Червячная: самотормозящая несамотормозящая при: z1=1 (z1 – число заходов червяка) z1=2 z1=3 z1=4 |
О,30 – 0,40
0,65 – 0,70 0,70 – 0,75 0,80 – 0,85 0,85 – 0,90 |
―
― ― ― ― |
Цепная |
0,95 – 0,97 |
0,90 – 0,93 |
Фрикционная |
0,90 – 0,96 |
0,70 – 0,80 |
Ременная |
― |
0,95 – 0,96 |
Винт-гайка качения без натяга |
0,95 |
― |
Винт-гайка качения с натягом |
0,85 – 0,80 |
― |
Примечание: Трение в опорах учитывается введением условного КПД подшипников; для одной пары подшипников качения ηп.к.= 0,990 – 0,995, скольжения ηп.с.= 0,98 – 0,99.
Время работы с установившейся скоростью в режиме прикатки (время прикатки) tу.пр, с, определяется [2, с.140]
, (1.22)
где vо – скорость осевой подачи прикаточного ролика, м·с-1.
Скорость осевой подачи ролика vо, м·с-1, может быть определена по [2, с.134]
, (1.23)
где s – относительная осевая подача, принимается меньше 0,80÷0,85 для прикаточного ролика цилиндрической формы и меньше 0,5÷0,6 для ролика торовой формы;
bр – ширина ролика, м;
v – окружная скорость барабана (скорость прикатки), м·с-1.
Для достижения максимальной прочности связи между деталями скорость прикатки должна быть 4÷6 м·с-1.
Для определения времени работы с установившейся скоростью в режиме одного оборота необходимо рассчитать путь, проходимый при пуске и торможении барабана, tп(т), м
, (1.24)
где ωоб – угловая скорость двигателя в режиме одного оборота, рад·с-1.
Время работы с установившейся скоростью в режиме одного оборота tу.об, с, определяется
. (1.25)
По рассчитанным данным строятся нагрузочные диаграммы М=f(t) для режимов прикатки и одного оборота (рисунок 2) и методом эквивалентных величин рассчитывают эквивалентные моменты для этих режимов Мэкв, Н·м
(1.26)
где ПВфакт – фактическая продолжительность включения;
ПВном – номинальная продолжительность включения двигателя;
0,75 – коэффициент, учитывающий ухудшение условий охлаждения двигателей с самовентиляцией при пусках и торможениях.
Фактическая продолжительность включения ПВфакт
. (1.27)
где t0 – время паузы между операциями, с, определяемое из циклограммы работы станка.
Двигатель удовлетворяет условиям нагрева, если выполняется неравенство
Мном ≥ Мэкв, (1.28)
где Мном – номинальный момент двигателя при ПВном, Н·м.
Рисунок 2 – Пример выполнения нагрузочной диаграммы М=f(t)