Приклад 15. Виконати розрахунок потужності двигуна та моменту інерції маховика універсального відкритого листоштампувального одно кривошипного преса зусиллям 1 мн.

Початкові дані:

Номінальне зусилля преса P_н, МН – 1;

Номінальний хід повзуна S_н, мм – 130;

Число ходів повзуна за хвилину n_н – 100;

Коефіцієнт використання числа ходів pи – 0,35;

Кут робочого ходу α_р ,град – 20;

Робота робочого ходу А_р , Дж – 5500.

Рішення

1. Потужність двигуна

Робота вмикання фрикційної муфти і робота холостого переміщення механізмів преса визначаються по формулі (4.4)

Коефіцієнти k_в і k_х прийняті по таблиці 4.1 рівними k_в=0,017, k_х=0,035.

Прес має тільки одну клиноремінну передачу, тому загальний ККД дорівнює ККД передач між двигуном і муфтою і прийнятий 0,97.

Час технологічного циклу визначено по формулі (4.21)

При числі вмикань преса n_в=n_н*р_и=100*0,35=35 за хв по табл. 4.6 коефіцієнт запасу k=1,2, а номінальне сковзання двигуна S_н=0,08…0,04.

Мінімальна потужність двигуна по формулі (4.20) становить

По каталогу (додаток 3) приймається найближчий двигун типу 4A132M4Y3 з номінальною потужністю N_н=11 кВт, номінальна частота обертів n_н=1460 об/хв.

2. Момент інерції маховика

Коефіцієнт ε відносних витрат холостого ходу по рис. 4.10 при відношенні А_х/(А_р+А_в)=4550/(5500+2210)=0,59 і номінальному сковзанні двигуна S_н=0,06 становить ε=0,9. Пружне сковзання клиноремінної передачі прийнято S_р=0,02. Коефіцієнт нерівномірності ходу маховика становить

Маховик встановлено на головному валу, тоді його кутова швидкість становить

Робота двигуна під час робочого ходу складає

Робота маховика по формулі (4.24) становить

Коефіцієнт форми графіка крутильного моменту по формулі (4.26)

Таким чином, найменший момент інерції маховика становить

Діаметр маховика становить 1,5 м. В такому разі лінійна швидкість обода маховика по формулі (4.27) становить

Швидкість обода менше допустимої швидкості для стального маховика [V]=40 м/с.

Час розгону маховика до номінальної швидкості по формулі (4.28) дорівнює

Час розгону маховика не перевищує 10 с, які є допустимими для асинхронних двигунів з нормальним ковзанням.

Особливості розрахунку двигунів з підвищеним ковзанням

Двигун з підвищеним ковзанням вибирають по каталозі (див. додаток 4) для потужності, розрахованої по формулі (4.20) і рекомендованого довгостроково припустимого ковзання по таблиці 4.6.

Довгостроково припустиму потужність N_д двигуна вибирають по каталозі в графі «Потужність при ПВ = 100 %», після чого в інших графах знаходять номінальну потужність N_н і номінальне ковзання S_н. Довгостроково припустиме ковзання S_д обчислюють по формулі

, (4.29)

Коефіцієнт нерівномірності ходу j визначають по формулі (4.23), але замість S_н підставляють значення S_д

j=2εk(S_д + S_р). (4.30)

Особливості розрахунку двигунів з фазним ротором

Розрахункову потужність двигуна, визначену по формулі (4.20), корегують для обліку втрат у додатковому постійно включеному опорі ротора і погіршення вентиляції при роботі на штучній характеристиці

, (4.31)

де ω_н – номінальна швидкість двигуна

ω_н = ω₀(1 - S_н ) ;

ω_д – довгостроково припустима швидкість двигуна

ω_д = ω₀(1 - S_д) ;

ω₀ – синхронна швидкість двигуна, що задається по каталогу двигуна.

Довгостроково припустиме ковзання S_д задають відповідно до рекомендацій таблиці 4.6, де рекомендації щодо значення S_н відносяться, у даному випадку, до величини S_д.

По величині потужності N_нр і припустимому ковзанню S_д вибирають з каталогу необхідний двигун (див. додаток 5).

Коефіцієнт нерівномірності ходу j визначають також як і для двигунів з підвищеним ковзанням, тобто по формулі (4.30).