Практическая работа №6.

Тема: Расчет мощности и выбор двигателя главного движения фрезерного станка.

Цель: Произвести расчёт мощности двигателя главного привода фрезерного станка, выбрать тип электродвигателя, сечение провода, марку автоматического выключателя.

Материальное обеспечение:

1. Инструкция к практической работе.

2. Конспект лекций по дисциплине «Электрическое и электромеханическое оборудование».

3. Калькулятор.

Теоретическая часть: Фрезерные станки предназначены для обработки с помощью фрезы плоских и фасонных поверхностей, тел вращения, зубчатых колёс и т.п. металлических и других заготовок. При этом фреза, закрепленная в шпинделе фрезерного станка, совершает вращательное (главное) движение, а заготовка, закреплённая на столе, совершает движение подачи прямолинейное или криволинейное (иногда осуществляется одновременно вращающимся инструментом). Управление может быть ручным, автоматизированным или осуществляться с помощью системы ЧПУ.

Во фрезерных станках главным движением является вращение фрезы, а движение подачи — относительное перемещение заготовки и фрезы.

Вспомогательные движения необходимы в станке для подготовки процесса резания. К вспомогательным движениям относятся движения, связанные с настройкой и наладкой станка, его управлением, закреплением и освобождением детали и инструмента, подводом инструмента к обрабатываемым поверхностям и его отводом; движения приборов для автоматического контроля размеров и т.д. Вспомогательные движения можно выполнять на станках как автоматически, так и вручную. На станках-автоматах все вспомогательные движения в определенной последовательности выполняются автоматически.

Виды фрезерных станков:

• универсальные (с пово­ротным столом);

• горизонтально-фрезерные консольные (с горизонтальным шпинделем и консолью);

• широкоуниверсальные (с дополни­тельными фрезерными головками);

• широкоуниверсальные инструментальные (с верти­кальной рабочей плоскостью основного стола и поперечным дви­жением шпиндельных узлов);

• вертикально-фрезерные (с вертикальным шпинделем), в том числе консольные;

• бесконсольные (называемые также с крестовым столом);

• с передвижным порталом;

• копировально-фрезерные;

• фрезерные непрерывного действия, в том числе карусельно-фрезерные;

• барабанно-фрезерные.

Задание к работе: На основании исходных данных произвести расчет мощности электродвигателя станка. На основании произведенных расчетов и с учетом установленных оборотов двигателя n = 1500 об/мин, по справочным данным произвести выбор типа и мощности электродвигателя.

Рассчитать и выбрать автоматический выключатель для защиты ЭД, марку и сечения провода.

Указать все элементы, входящие в состав принципиальной электрической схемы управления электроприводом вертикально – фрезерного станка и дать им определение.

Порядок выполнения работы:

1. Изучить инструкцию к практической работе.

2. Произвести расчет.

3. Сделать вывод.

Содержание отчета:

1. Тема.

2. Цель.

3. Материальное обеспечение.

4. Исходные данные в соответствии с вариантом.

5. Расчетная часть.

6. Вывод.

Вопросы для самоконтроля:

1. Какое движение у фрезерного станка является главным ?

2. Назначение фрезерных станков?

3. Для каких целей вами был выбран автоматический выключатель. Его назначение и принцип действия?

Таблица 8 – Исходные данные

Исходные расчетные параметры	№ варианта
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1.Вид обработки.	Черновое точение наружное продольное
2.Обрабатываемый материал.	Сталь конструкционная углеродистая HB=350; ∂в=750МПа
3.Материал режущей части фрезы.	Твердый сплав Т15К6
4.Режущий инструмент.	Торцовая фреза
5.Диаметр фрезы d, мм.	80	100	125	160	175	80	100	125	160	175
6.Число зубьев фрезы z.	8	8	10	12	14	8	8	10	12	14
7.Ширина фрезерования B, мм.	80	80	120	150	190	70	90	110	160	180
8.Глубина фрезерования t, мм.	8	7	6	5	5	9	8	6	6	5
9. Подача на один зуб фрезы S, мм/обор.	0,08	0,06	0,04	0,02	0,02	0,08	0,06	0,04	0,02	0,02
10. Коэффициент CF	0,225	0,315	0,365	0,455	0,585	0,225	0,315	0,365	0,455	0,585
11. КПД станка (ЭП главного движения)	0,78	0,78	0,78	0,78	0,78	0,78	0,78	0,78	0,78	0,78
12.Время вспомогательной операции на 1 проход, сек.	20	20	20	20	20	20	20	20	20	20
13.Частота вращения шпинделя станка n, об/мин.	151	125	119	98	89	151	125	119	98	89
14.Ряд скоростей продольных подач стола, мм/обор.	25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250.

Расчетные формулы для выполнения работы:

1. Усилие резания (окружное усилие) при фрезеровании [кг]:

_{где : t – глубина резания (толщина снимаемого слоя материала за один проход), мм;}

_{S – подача на один зуб фрезы, мм/об;}

_{B – ширина фрезерования, мм;}

_{z – число зубьев фрезы;}

_{d – диаметр фрезы, мм;}

_{xF=0,65 – 0,8; yF=0,83 – 0,95; i = 0,83 – 1,14.}

2. Определяем мощность резания при фрезеровании [кВт]:

3. Определяем мощность двигателя [кВт]:

где: P_Z – мощность резания, кВт;

ɳ – КПД станка.

4. По справочнику выбираем марку двигателя и заполняем таблицу:

Марка двигателя	Pн. кВт	Uном. В	Iном. А	Iп/Iном.	n1 oб/мин	ɳ %	Cosφ	Sном. %	IP

5. Рассчитываем номинальный ток электродвигателя [A]:

6. По справочнику выбираем марку и сечение провода с резиновой и ПВХ изоляцией из негорючих материалов и заполняем таблицу:

Марка провода	Материал жилы	Максимально допустимая нагрузка на провод I, A	Сечение S,мм2

7. На основании полученных данных для защиты двигателя по справочнику выбираем, марку автоматического выключателя и заполняем таблицу:

Марка автоматического выключателя	Iн.р. [А]	Кратность уставки		Iоткл кА
		Ку (ТР)	Ку (ЭМР)

Примечание: для выбора аппаратов защиты в силовых сетях НН необходимо воспользоваться расчетными зависимостями:

Аппараты защиты	Линия без ЭД	Линия с одним ЭД	Линия с группой ЭД
1	2	3	4
Автоматы с комбинированным расцепителем
Предохранитель с плавкой вставкой

где:

I_М – максимальный расчетный ток в линии, А;

I₀ – ток отсечки, А;

I_ПУСК – ток пусковой ЭД, А, I_ПУСК=К_П∙I_Н.Д;

К_П – кратность пускового тока, при отсутствии данных принимается К_П(АД)=6,5;

I_ПИК – пиковый ток, А. Это наибольший ток, возникающий в линии, длительностью 1…2 с;

I_ПИК = I_{ПУСК.НБ} + I_М.ГР – I_Н.НБ ∙ К_И (в группе более 5 ЭД);

I_ПИК = I_{ПУСК.НБ} + I_М.ГР – I_Н.НБ (в группе до 5 ЭД включительно);

I_М.ГР – максимальный расчетный ток в группе, А;

I_{ПУСК.НБ}, I_Н.НБ – пусковой и номинальный токи наибольшего по мощности ЭД в группе, А;

α – коэффициент, учитывающий условия пуска, принимается: α = 1,6…2 (при тяжелом пуске, длительность > 2,5 с), α = 2,5 (при легком пуске, длительность ≤ 2 с).

Рисунок 5 – Принципиальная электрическая схема управления ЭП вертикально – фрезерного станка