Оптимальные множительные структуры

Из всех возможных вариантов оптимальной будет та структура, которая обеспечивает простоту, т.е. имеет наименьшее количество групп и передач, наименьшие размеры и массу, т.е. удовлетворяет критериям оптимальности.

Силовая характеристика пгд. Определение мощности электродвигателя пгд.

Номинальная мощность ЭД ПГД (P_гл, кВт)принимают с учетом эффективной мощности застрачиваемой на резание на шпинделе станка, а так же с учетом потери мощности механической части привода

P_гл=P_эф+P_{т, где} P_т - потери мощности на трение, кВт

P_т =P_хх + P_доп

P_хх – постоянные потери мощности холостого хода независящие от нагрузки (обусловлены трением в опорах, передачах, перемешиванием масла, т.е. P_хх = f(n)

P_доп – дополнительные потери (переменные связанные с ростом сопротивления при увеличении нагрузки)

Для ПГД на стадии предварительный расчетов принимают не является постоянной величиной и зависит от ряда факторов: нагрузки, качества сборки, совершенства системы смазывания и др.

Эффективная мощность резания определяется , кВт

– тангенциальная составляющая для силы резания, Н

– скорость резания для тех же условий обработки, м/мин

Мощность ЭД ПГД выбирают

Так как ПГД станков общего назначения режим нагрузки изменяется и носит повторный кратковременный характер

Для ПГД станков общего назначения желательно иметь постоянство передаваемой мощности по всему диапазону регулирования.

Пгд с бесступенчатым (электромеханическим) регулированием скорости

Для обеспечения силовой характеристики ПГД современных станков ЧПУ применяют:

1. Широко регулируемые ЭД постоянного тока серий 2П(Ф), 4П(Ф)

2. Асинхронные ЭД с частотным токовым регулированием скорости серии 4АБ, АДЧР

Для асинхронных ЭД частота вращения вала определяется по

f – частота =50;

S – скольжение, отставание ротора. В номинальном режиме =2…6%

;

p – число пар полюсов

Регулирование частоты вращения вала ЭД постоянного тока, определяется по , происходит в двух областях:

1. В области с постоянным крутящем моменте (от n_эдmin до n_эдном) за счет увеличения напряжения цепи якоря. Диапазон регулирования ЭД при постоянном моменте

2. …( от n_{эдном до} n_эдмах)

Особенности пгд с бесступенчатым регулированием

Применительно к ЭД постоянного тока.

Общий диапазон регулирования на ЭД получается произведением этих двух диапазонов. На шпинделе должны быть обеспечены аналогичные диапазоны, т.е. общий диапазон на шпинделе

Рассмотрим построение логарифмического графика ЧВШ для структуры ПГД ЭД-шпиндель

При соединении ЭД со шпинделем напрямую будут иметь диапазоны такие же, как на электродвигателе. Расчетное ЧВШ получается намного больше рекомендуемой ЭНИМС. Ее можно получить, соединив вал электродвигателя со шпинделем с помощью ременной передачи с понижающим передаточным отношением. При этом соотношения диапазонов остается без изменений.

Рассмотрим второй график. Электродвигатель – трехступенчатая АПК – шпиндель.

Из графика видно что большой диапазон регулирования электродвигателя при постоянном токе полностью обеспечивает регулирование на шпинделе в диапазоне Rм, удовлетворяющего требования черновой обработки. При это диапазон регулирования ЭД как правило ограничен и не позволяет полностью обеспечить регулирование на шпинделе в диапазоне R(p). Для обеспечения оставшейся части диапазона на шпинделе (от n’ до n max) необходимо ввести дополнительно небольшую (2х – 4х ступенчатую) автоматическую передаточную коробку (АПК). В зависимости от числа ступеней АПК в заданный диапазон Rp получают сочетание 2х,3х, реже 4х от диапазонов, каждый из которых равен =R(эp) Число ступеней дополнительной АПК определяют

Если округление Zапк происходит в меньшую сторону это приводит к небольшому разрыву средней части диапазона Rp. В интервале разрыва ЧВШ изменяется при постоянном моменте. Это упрощает конструкцию АПК, но разрыв не должен превышать 10-15% от n АПК. В случае округление Z АПК в большую сторону получим перекрытие диапазонов, но при этом усложняется конструкция АПК.