7 Расчёт мощности и выбор электродвигателя

7.1 Предварительные формулы для расчёта мощности электродвигателя.

Характерной особенностью кривошипных прессов является резко выраженная неравномерность рабочей нагрузки. Пик нагрузки во много раз превышает среднюю нагрузку за цикл. Из-за этой неравномерности кривошипные прессы обязательно снабжаются маховиком. Маховик во время холостого хода накапливает энергию, которую отдает во время рабочего хода. По этой причине двигатель расчитывается не по максимальной нагрузке, а по средней нагрузке за цикл с некоторым запасом.

Известно несколько методик расчета мощности электродвигателя. Наиболее широко применяется методика ЦБКМ [1, 2]. Основные положения последней рассматриваются в данной работе.

Для короткоэамкнутого двигателя:

, (7.1.1)

где N – мощность электродвигателя кВт;

k – коэффициент запаса [14, с. 95];

полная работа, отдаваемая электродвигателем пресса

за цикл одиночного хода. Дж;

время цикла, с.

Время цикла определяется по формуле:

(7.1.2)

где n – число ходов пресса, ;

p – коэффициент использования числа ходов [14, с. 95].

Полная работа, отдаваемая электродвигателем за цикл одиночного хода состоит из нескольких составляющих:

(7.1.3)

где работа, необходимая для совершения рабочего хода (рабочей операции);

работа холостого хода;

работа на включение муфты;

работа на разгон ведомых частей муфты;

к. п. д. передачи от двигателя к кривошипному валу.

7.2 Расчет работы, необходимой для совершения рабочего хода.

Работа, необходимая для совершения рабочего хода, численно равна площади графика под кривой крутящего момента с учетом масштабов графика крутящего момента (рис. 6.4.3):

где – работа, Дж;

площадь графика под кривой крутящего момента, см;

масштаб графика по оси , град/см;

масштаб по оси моментов, (Нм)/мм;

– коэффициент перевода градусов в радианы.

Итак, в расматриваемом примере:

(Нм)/мм.

Откуда

7.3 Расчет полной работы пресса за цикл одиночного хода. Выбор электродвигателя.

Кроме работы рабочего хода пресс потребляет энергию при холостом ходе, а также при включении и разгоне муфты (формула 7.1.3).

Расчет работы холостого хода аналитическим путем затруднен потому, что она зависит от многих факторов; трения, смазки, изношенности и т. п. Для ориентировочных расчетов используют обобщенные практические данные, которые приводятся в виде графика зависимости = f( ) [14, с. 97].

Работа, потребляемая при разгоне и включении муфты, также находится по обобщенным расчетным и экспериментальным данным как доля от работы пластической деформации (полезной работы).

При этом полезная работа определяется по формуле:

где k – коэффициент [14, с. 96];

полезная работа.

где коэффициент [14, с. 96];

номинальное усилие пресса, Н;

длина хода ползуна, м.

Для определения работы холостого хода воспользуемся графиком приложения 5. Для = 250 кН – = 270 Дж. Полезная работа в проектируемом прессе:

где

Работа, потребляемая при разгоне и включении муфты:

,

где k = 0,5 [14, с. 96].

Определим работу одиночного хода пресса:

Дж.

Для расчета мощности электродвигателя (формула 7.1) найдем требуемые коэффициенты:

число ходов пресса;

р = 0,5 – коэффициент использования числа ходов

[14, с. 95];

n p = 90;

К = 1,5 – коэффициент запаса [14, с. 95].

В результате:

кВт.

Воспользовавшись [13], выбираем электродвигатель типа 4A132S8НY3 мощностью 5,5 кВт, частота вращения 750 . Эскиз двигателя представлен на рис. 2. 8.

Рис. 7.1 – Эскиз электродвигателя.

По известной частоте вращения двигателя, числу ходов пресса и принятой кинематической схеме (см. риc.1.3) определим общее передаточное отношение привода пресса:

В данном случае общее передаточное отношение возможно реализовать одной ременной передачей, где = 4 .