4. Розрахунок статичних потужностей механізму в сталих режимах
При поступальному ході на робочому органі механізмів розвивається сила, що розглядається як корисна, наприклад сила різання або вага вантажу. Одночасно в механізмах діють шкідливі сили тертя, які розраховуються залежно від фізичної природи цих сил.
Зусилля переміщення стола:
де µ = 0,05-0,07 – коефіцієнт тертя ковзвння, в.о.
Зусилля переміщення стола при різанні:
Потужність, що необхідна для пересування робочого органу механізму із заданою швидкістю на прямому ході:
Потужність, що необхідна для пересування робочого органу механізму із заданою швидкістю на зворотньому ході:
Рис. 4. Діаграма статичної потужності
5. Попередній вибір двигуна
Зазвичай, механізми безперервної дії, якими є продольно – стругальні верстати, працюють у тривалому режимі S1. Відповідно до методу еквівалентних величин еквівалентна потужність для випадку тривалого режиму роботи S1
де Pi і ti - потужність та час її дії на ділянці діаграми навантаження, W, s;
Tц - тривалість циклу навантаження, s;
n - кількість ділянок діаграми.
Номінальна
потужність двигуна для режиму S1
де α =1,1…1,5 – коефіцієнт завищення потужності, що враховує динамічні
навантаження, не враховані в діаграмі статичної потужності.
При виборі двигуна треба, крім розрахункової потужності, задовольнити ще кільком умовам:
-
двигун повинен витримувати перевантаження
по швидкості за рахунок ослаблення
поля;
- двигун повинен мати певну перевантажувальну спроможність по моменту та струму;
- двигун повинен мати як можна менші габарити та масу, отже і меншу ціну.
Габарити будь якої машини будуть мінімальні при обранні максимального значення номінальної швидкості. Але це входить у протиріччя із умовами перевантаження за швидкістю. Чим більше номінальна швидкість, тим менше кратність його припустимої максимальної швидкісті.
Тривалому режиму роботи та умовам експлуатації відповідає серія двигунів 2П. Номінальні швидкості цієї серії від 500 до 3000 об/хв. Максимальні припустимі швидкості від 3500 до 4000 об/хв. Якщо взяти максимальну швидкість 3500 об/хв. за базову, то з урахуванням з урахуванням перевантаження за швидкістю 1,66, треба обирати двигун із номінальною швидкістю не більше 2100 об/хв.
Заданим умовам відповідає двигун 2ПН-200МУ4 із номінальною потужністю 36 кW та номінальною швидкістю 2200 об/хв. Якщо на прямому робочому ході сформувати основну характеристику із швидкістю 2100 об/хв., за рахунок деякого зниження напруги перетворювача, то на цій швидкості приведена потужність складає 35 кW, що відповідає умові.
Таблиця 2 -Технічні характеристики
№ |
Найменування параметру 2ПН-200МУ4 |
2ПН-200МУ4 |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
12
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 |
Номінальний момент Мн, Nm Номінальна частота обертання, nн, об/хв Номінальна потужність, Рн, kW Номінальний струм якорю, Ін, А Номінальна напруга, Uн, V Номінальний магнітний потік, Фн, мВб Номінальний ККД, ɳн, % Момент інерції якоря, Jя, кг∙мІ Годинна потужність, Рг, кВт Максимальний момент, Мmax, Нм Максимальна частота обертання за рахунок підвищення напруги, об/хв Максимальна частота обертання за рахунок ослаблення поля, об/хв Максимальне прискорення, 1/с Теплова постійна часу Тт, хв. Електромеханічна постійна часу Тм, мс Електромагнітна постійна часу Те, мс Число витків обмотки якорю Wя Опір обмотки якорю двигуна Rя при 15⁰С, Ом Опір додаткових полюсів Rдп при 15⁰С, Ом Індуктивність якорю при повному полі Lя,мГн Число витків на полюс обмотки збудження, Wз Опір обмотки збудження Rоз при 15⁰С, Ом |
157,0 2200 36 89,7 440 12,8 89,05 0,25 36,8 628 2500
3500
2512 14,41 14 21,56 222 0,106 0,061 3,6 1000;550 46;13,1 |