2.6 Расчетная часть

2.6.1 Расчет амортизаторов для установки агрегатного станка

Агрегатный станок для сверления четырех отверстий в детали “корпус” однопозиционный имеет массу 400 т; оснащен двигателем, обеспечивающим частоту вращения шпинделя n=1500 об/мин, устанавливается на амортизирующие резиновые прокладки.

Резиновые прокладки изготавливаются из резины с техническими характеристиками: твердость по Шору—60; модуль упругости Е=50 кгс/см²; допускаемое рабочее напряжение σ_доп=3 кгс/см² [2].

Определим частоту возбуждающей силы по формуле [2]:

, Гц (2.1)

где N—частота вращения двигателя, об/мин.

Гц

Общая площадь прокладок определяется по формуле [2]:

, см² (2.2)

где Q – масса станка, кг;

σ – допускаемое напряжение материала прокладки, кгс/см²

см²

Станок обычно устанавливается на четыре виброопоры. Определяем площадь одной опоры:

S_оп=1/4·133,33=33,34 см²

Определим диаметр опоры [2]:

, см (2.3)

6,52 см=65,2 мм

Принимаем диаметр опоры D=70 мм.

Собственная частота колебаний системы станка определяется по формуле [2]:

, Гц (2.4)

где Е – модуль упругости резины, кгс/см²;

n – число прокладок;

σ_доп – допускаемое рабочее напряжение, кгс/см²

Гц

Граничная частота колебаний равна [2]:

, Гц (2.5)

=14,44 Гц

Эффективность прокладок или снижения вибрации на частоте вдвое большей граничной определяется по формуле [2]:

, дБ (2.6)

18,06 дБ

Величина снижения уровня вибрации на 18,06 дБ за счет установки станка на резиновые виброамортизаторы весьма значительна.

2.6.2 Расчет отключающей способности зануления фрезерного станка

Производим проверочный расчет отключающей способности зануления фрезерного станка 6Р12; схема сети зануления представлена на рисунке 2.1. Линия 380 В/220 В с медными проводами 3×25 мм² питается от трансформатора 400 кВт·А. Нулевой защитный проводник—стальная полоса 30×5 мм². Двигатель станка имеет мощность N_дв=7,5 кВт, защищен предохранителем. Расстояние от станка до трансформатора—200 м.

Рисунок 2.1- Схема сети подключения станка 6Р12

Сила тока определяется по формуле [5]:

, А (2.7)

где N – мощность электродвигателя, Вт;

U – напряжение, В;

Cosφ – коэффициент мощности.

Принимаем cosφ=0,8 [5]

24,67 А

Пусковой ток равен [5]:

I_пуск=1,5I_р , А (2.8)

I_пуск=1,5·24,67=37 А

Принимаем предохранитель I_ном=40 А

Условия срабатывания защиты [5]:

I_к>К·I_ном, А (2.9)

где I_к – ток однофазного короткого замыкания, А;

К – коэффициент кратности тока;

I_ном- номинальный ток плавкой вставки предохранителя.

К=3 [5]

I_к=3·40=120 А

Действительное значение тока однофазного короткого замыкания определяется по формуле [5]:

I_к⁼ , А (2.10)

где U_ф – фазное напряжение,В;

Z_m – полное сопротивление трансформатора, Ом;

R_ф –активное сопротивление фазного проводника, Ом;

R_нз – активное сопротивление защитного нулевого проводника, Ом;

Х_ф – индуктивное внутреннее сопротивление фазного проводника, Ом;

Х_нз – индуктивное внутреннее сопротивление защитного проводника, Ом;

Х_n – внешнее индуктивное сопротивление петли фаза – нуль, Ом.

При использовании в качестве фазного проводника медного провода

Х_ф=0 [5].

Активное сопротивление фазного проводника определяется по формуле [5]:

R_ф= , Ом (2.11)

где ρ – удельное сопротивление проводника, Ом·мм²/м³;

l – длина проводника, м;

S – площадь сечения проводника, мм²

ρ=0,018 Ом·мм²/м³ [5]

R_ф= 0,144 Ом

Величина сопротивления нулевого защитного проводника зависит от плотности ожидаемого тока короткого замыкания [5].

Плотность ожидаемого тока I_к определяется по формуле [5]:

, А/мм² (2.12)

где I_k – ожидаемый ток короткого замыкания, А;

S – площадь сечения нулевого защитного проводника, мм².

0,8 А/мм²

Активное сопротивление защитного нулевого проводника при использовании полосы определяется по формуле [5]:

R_нз=r_w·l , Ом (2.13)

где r_w – удельное активное сопротивление нулевого защитного проводника при данной плотности тока короткого замыкания, Ом/км

l – длина проводника, км.

При δ=0,8 А/мм²—r_w=2,56 Ом/км [5]

R_нз=2,56·0,2=0,512 Ом

Внутреннее индуктивное сопротивление защитного нулевого проводника равно [5]:

Х_нз=х_w·l , Ом (2.14)

где х_w – удельное внутреннее индуктивное сопротивление нулевого защитного проводника при данной плотности тока короткого замыкания, Ом/км;

l – длина проводника, км.

При плотности δ=0,8 А/мм²—х_w=1,54 Ом/км [5]

Х_нз=1,54·0,2=0,308 Ом

Внешнее индуктивное сопротивление петли фаза – нуль определяется по формуле [5]:

Х_n=х_n·l , Ом (2.15)

где х_n – удельное внешнее индуктивное сопротивление, Ом/км.

х_n=0,6 Ом/км [5]

Х_n=0,6·0,2=0,12 Ом

Полное сопротивление трансформатора при данном соединении обмоток Z_m=0,056 Ом [5]

Тогда I_к= 274 А

274 А>120 А

Поскольку действительное значение тока однофазного короткого замыкания значительно превышает наименьшее допустимое значение тока по условию срабатывания защиты, нулевой защитный проводник выбран правильно; отключающая способность системы зануления обеспечена.