Приклад 16. Виконати розрахунок потужності двигуна та моменту інерції маховика кгшп зусиллям 16 мн.

Початкові дані:

Номінальне зусилля преса P_н, МН – 16;

Число ходів повзуна за хвилину n_н – 85;

Коефіцієнт використання числа ходів pи – 0,12;

Кут робочого ходу α_р ,град – 45;

Робота робочого ходу А_р , Дж – 300000;

Робота викання А_в , Дж – 45000;

Робота холостого ходу А_х , Дж – 25000;

Частота обертів маховика за хвилину n_м – 250.

Рішення

1. Потужність двигуна

КГШП традиційного виконання має одну клиноремінну передачу і одну зубчату передачу. Муфта вмикання розташована на головному валу, а маховик розташовано на приймальному валу. Тоді загальний ККД η_о передач від головного валу до валу двигуна дорівнює ККД η_м передач від муфти до валу двигуна і складає

Час одного подвійного ходу повзуна становить

Час технологічного циклу визначено по формулі (4.21)

При числі вмикань преса n_в=n_н*р_и=85*0,12=10,2 вм/хв по табл. 4.6 коефіцієнт запасу k=1,15, а номінальне сковзання двигуна S_н=0,12…0,08.

Мінімальна потужність двигуна по формулі (4.20) становить

Зазвичай на КГШП встановлюються двигуни з фазним ротором. Для КГШП бажано використовувати двигуни з зменшеною частотою обертів (960-970 об/хв).

Дійсне (довгострокове припустиме) сковзання двигуна приймається рівним S_н=0,12…0,08, а номінальне сковзання визначається для вибраного двигуна

Фактична потужність двигуна по формулі (4.31) становить

По каталогу (додаток 5) приймається найближчий двигун типу 4AНК270M6Y3 з номінальною потужністю N_н=90 кВт, номінальна частота обертів n_н=970 об/хв.

2. Момент інерції маховика

Коефіцієнт ε відносних витрат холостого ходу по рис. 4.10 при відношенні А_х/(А_р+А_в)=25000/(300000+450010)=0,072 і номінальному сковзанні двигуна S_н=0,03 становить ε=0,8. Пружне сковзання клиноремінної передачі прийнято S_р=0,03. Коефіцієнт нерівномірності ходу маховика становить

Кутова швидкість маховика становить

Тривалість робочого ходу 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) дорівнює

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 перевищує 18 с, які встановлено для асинхронних двигунів з фазним ротором, тому необхідно передбачувати спеціальні методи пуску (ступінчатий пуск через допоміжні реостати чи інше).

4.3. Коефіцієнти корисної дії кривошипного преса

Енергетичним коефіцієнтом корисної дії (ККД) технологічної машини називається відношення корисне витраченої роботи на подолання технологічних опорів до витраченої роботи протягом виз­наченого періоду часу.

Стосовно до кривошипних пресів, як і всім ковальсько-штампувальним машинам, корисно використовуваною технологічною роботою є робота пластичної деформації. У зв'язку накопиченням і витратою енергії привода преса з визначеною періодичністю, розрахунковим періодом повинний бути період одного технологічного циклу. Робота за цикл містить у собі повну витрату енергії в приводі на виготовлення одного виробу, а відносна частка корисно використовуваної роботи на пластичну деформацію складає середній ККД технологічного циклу, або інакше, цикловий ККД.

Ефективність привода кривошипного преса оцінюється по величині середнього ККД технологічного циклу, чи, інакше, цикловому ККД

. (4.32)

Звичайно ККД циклу η_ц складає 30…60  %.

Оцінка енергетичної досконалості ГВМу виконується по величині ККД робочого ходу, що являє собою ККД механізму за локальний період робочого ходу

. (4.33)

Практичні дані про ККД робочий хід при виконанні типових технологічних операцій для пресів звичайних конструкцій і звичайних умов експлуатації приведені в таблиці 4.8.

Таблиця 4.8