2 Специальная часть

2.1 Расчет и выбор мощности двигателя главного движения

Правильный выбор мощности электродвигателя имеет большое значение так как при этом обеспечиваются минимальные затраты, минимальные потери электроэнергии, высокая производительность и надежность машин. Занижение мощности двигателя вызывает его перегрев при работе, преждевременный выход из строя, а следовательно простои и аварии. Завышение мощности ухудшает энергетические показатели двигателя, снижает к.п.д.; у асинхронных двигателей снижается коэффициент мощности, увеличиваются капитальные затраты и эксплуатационные расходы.

Расчет мощности двигателя зависит от режима его работы, поэтому четко должен быть определен режим работы механизма: длительный с постоянной нагрузкой, длительный с переменной нагрузкой, повторно-кратковременный или кратковременный.

Для расчета и выбора мощности двигателя главного движения металлорежущего станка необходимо, чтобы был задан режим резания, который выполняется на изучаемом в курсовом проекте станке.

Расчет и выбор мощности двигателя главного движения выполняется строго в соответствии с заданием на курсовое проектирование.

Рассмотрим методику расчета мощности двигателя главного движения металлорежущего станка на примере токарного станка.

2.1.1 Определение скорости резания, м/мин

= , 1

где С - коэффициент, характеризующий свойства обрабатываемого материала, резца и вид токарной обработки;

x, y, n- показатели степени, зависящие от свойств обрабатываемого материала, резца и вида обработки;

T – стойкость резца, мин;

t – глубина резания, мм;

S – подача, мм/об.

С , x, y, n – определяют по 7

2.2.2 Определение силы резания, Н

F = 10 C t S  , (2)

где C - коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал, материал резца и вид токарной обработки;

x, y, n – показатели степени, зависящие от свойств обрабатываемого материала, резца и вида обработки.

C , x, y, n определяют по 7

2.1.3 Определение мощности резания, кВт

Р = (3)

2.1.4 Определение мощности двигателя, кВт

Рдв = , (4)

где  - коэффициент полезного действия станка.

 = 0,7 – 0,8

2.1.5 Выбор двигателя

При выборе двигателя необходимо, чтобы выполнялось условие

Двигатель выбираем по 2.

Необходимо из справочной литературы выписать: тип двигателя, Рн, nн, nо, Cos , , Ki , н.

2.1.6 Проверка правильности выбора двигателя по перегрузочной способности

Необходимо, чтобы выполнялось условие

, (5)

где – максимальный момент двигателя, Нм;

– номинальный момент двигателя, Нм.

,

где – максимальная мощность двигателя, соответствующая максимальной мощности резания, кВт;

– номинальная частота вращения выбранного двигателя, об/мин.

,

где – номинальная мощность выбранного двигателя, кВт;

– номинальная частота вращения выбранного двигателя, об/мин.

Если условие выполняется, значит двигатель выбран верно. Если условие не выполняется, то необходимо выбрать двигатель с большим значением номинальной мощности.

2.2 Расчет и построение механической характеристики двигателя главного движения

Механической характеристикой двигателя называется зависимость изменения угловой скорости двигателя от момента на его валу.

Расчет механической характеристики производят по номинальным (паспортным) данным выбранного двигателя.

2.2.1 Расчет и построение характеристики в абсолютных единицах

Расчет характеристики производим по упрощенной формуле Клосса

М = , (6)

где М – действующее значение момента при заданном значении скольжения, Нм;

S – скольжение;

Мк – критический (максимальный) момент двигателя, Нм;

Sк – критическое скольжение двигателя.

Мк =  Мн, (7)

где  - коэффициент перегрузочной способности двигателя;

Мн – номинальный момент двигателя, Нм.

Sк = Sн ( + ), (8)

где Sн – номинальное скольжение двигателя.

Sн = , (9)

где nо – синхронная частота вращения двигателя, об/мин;

nн – номинальная частота вращения двигателя, об/мин.

Задаваясь значениями скольжения S, изменяющимися от 0 до 1, определяем значения момента двигателя по формуле (6).

Значения скорости двигателя при изменении скольжения S от 0 до 1 определяем по формуле (10).

 = о ( 1 – S ), (10)

где о – синхронная угловая скорость двигателя, рад/с.

о =

Результаты расчетов необходимо занести в таблицу 2.

Таблица 2 – Данные расчета механической характеристики двигателя главного движения в абсолютных единицах

S		0			0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
М	Нм
	рад/с

По данным таблицы 2 строим механическую характеристику в абсолютных единицах  =  (м) на рисунке 1.

2.2.2 Расчет и построение характеристики в относительных единицах

Для построения механической характеристики двигателя главного движения в относительных единицах необходимо произвести расчет, в котором необходимо действующие значения величин механической характеристики в абсолютных единицах разделить на их базисные значения.

 = , (11)

где  - значение угловой скорости двигателя в относительных единицах;

 - действующее значение угловой скорости, рад/с;

о – синхронная угловая скорость двигателя, рад/с.

М = , (12)

где М - значение момента двигателя в относительных единицах;

М – действующее значение момента, Нм;

Мн – номинальное значение момента двигателя, Нм.

Результаты расчетов механической характеристики двигателя в относительных единицах необходимо занести в таблицу 3.

Таблица 3 – Данные расчета механической характеристики двигателя главного движения в относительных единицах

S	0			0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
М


По данным таблицы 3 строим механическую характеристику двигателя в относительных единицах  =  (м) на рисунке 2.

2.3 Расчет и выбор аппаратуры защиты, управления, проводов для двигателя главного движения