3535

Горизонтальная составляющая силы резания Fhчерн, Н, определяет усилие, которое необходимо приложить для осуществления рабочей подачи.

Для линейного перемещения салазок шпинделя двигатель подачи должен обеспечивать усилие подачи Fпод, Н, которое в равно сумме усилия резания, трения и прилипания /5/

массой и массой привода главного движения m, кг,

Все составляющие усилия подачи одновременно не действуют, подача производится вхолостую до начала процесса резания. Поэтому при определении нагрузки двигателя подачи рассматривают отдельно два характерных режима его работы: трогание с места и рабочую подачу.

При трогании с места (режим холостого хода) действуют только усилие трения от массы перемещающихся частей механизма подачи и усилие прилипания, возникающее в начале трогания. Усилие подачи при трогании салазок шпинделя

При рабочей подаче в процессе резания, когда салазки шпинделя уже движутся с установившейся скоростью, усилие подачи определяется усилием резания и трения по формуле

Значения составляющих силы резания при попутном несимметричном фрезеровании

торцевой фрезой находят из /11/:

Fxчист (0,5 0,55) Fzчист .

Проверка выбранного режима резания по использованию мощности на шпинделе станка

Мощность, затрачиваемая на резание, должна быть меньше или равна мощности на шпинделе N Nшп, где N – эффективная мощность резания, кВт; Nшп – допустимая мощность на шпинделе, определяемая по мощности привода.

Мощность на шпинделе определится по формуле

Расчет статического и динамического моментов

Общий вращающий момент двигателя М складывается

передаваемым в направлении подачи при установившемся движении органа станка.

От усилия подачи на валу ходового винта подачи

где dср – средний диаметр ходового винта, мм;

–угол наклона резьбы ходового винта, град;

–угол трения резьбы, град.

Угол наклона резьбы ходового винта определяется диаметром винта и шагом его нарезки по формуле

t

arctg , (1.117)

dср

где t – шаг ходового винта, мм. Угол трения резьбы равен

cos 2

где f = 0,1 0,15 – коэффициент трения /10/; = 30 – угол наклона резьбы.

Вращающий момент на валу ходового винта определяет момент статического сопротивления на валу двигателя подачи

где i – передаточное отношение от двигателя к ходовому винту;

пер – КПД передач от двигателя к ходовому винту. По рекомендации /5/ КПД передачи винт-гайка

качения c натягом =0,85. Найдем величины статических моментов, соответствующие режимам трогания, холостому ходу режиму резания при черновой и чистовой обработке. Для этого подставим соответствующие величины в формулу

(1.119).

Мощность черновой обработки Pчерн , Вт, равна

произведению момента, развиваемого двигателем на его скорость при черновой обработке

Динамический момент на двигателе определяется суммарным моментом инерции механизма, приведенным к валу двигателя Jмех пр, и собственным моментом инерции двигателя Jдв.

Момент инерции линейно-перемещающегося узла (кг·м2), приведенный к валу двигателя, равен согласно /5/

где m – масса узла станка;

i – передаточное отношение коробки подач.

Момент инерции винта, приведенный к валу двигателя Jв.пр , рассчитывается по формуле

где dср– средний диаметр винта, м; l – длина винта, м; =7700 кг/м3 – плотность стали.

Суммарный момент инерции механизма, приведенный к валу двигателя, равен

превышать 1,2 – 2. Здесь J1 – момент инерции двигателя, J2

– момент инерции механизма, приведенный к валу двигателя.

Тогда при g=1,2 приближенно можно принять Jдв =5 J2. Линейное ускорение салазок шпинделя а = 0,8 м/с2.

При линейном законе движения ускорение двигателя равно

а i

Динамический момент вычисляем по формуле (1.122). Время цикла работы привода подачи равно (с)

Время обработки детали на станке, с,

По формуле (1.128) с учетом параметров резания определяется время черновой и чистовой обработки детали на станке.

Время работы двигателя в режиме быстрого хода определяется длиной детали и скоростью

быстрого хода.

По найденным значениям момента и скорости в процессе обработки детали строятся нагрузочная диаграмма (рис. 1.20) и тахограмма (рис. 1.21) привода подачи при торцевом фрезеровании.

Рис. 1.20. Нагрузочная диаграмма привода подачи при торцевом фрезеровании

Рис. 1.21. Тахограмма привода подачи при торцевом фрезеровании:

1 – разгон двигателя; 2 – быстрый ход; 3 – врезание фрезы;

4 – черновое фрезерование; 5– реверс двигателя; 6 – чистовое фрезерование; 7 – торможение

Расчет мощности электродвигателя привода подачи при торцевом фрезеровании принципиально не отличается в случае

фрезерования цилиндрическими фрезами.

Двигатель должен проходить по нагреву для полученной диаграммы нагрузки методом средних потерь для случая асинхронного двигателя и методом эквивалентных значений, если применяется ДПТ с регулированием скорости.

Двигатель должен также проходить по допустимой

кратковременной перегрузке Мmax≤ mдМном, где Мmax- максимально возможный в рабочем цикле момент, Мном -

номинальный момент выбранного двигателя; mд - коэффициент допустимой перегрузки.

4. ЭЛЕКТРОПРИВОД НАСОСНЫХ УСТАНОВОК

Насосы являются одним из наиболее распространѐнных видов машин с разнообразным конструктивным исполнением.

Насосы представляют собой гидравлические машины, предназначенные для перемещения жидкости под напором. Таким образом, поток жидкости на выходе из насоса обладает большей энергией, чем на входе в него.

Преобразуя механическую энергию приводного двигателя в механическую энергию движущейся жидкости, насосы поднимают еѐ на определѐнную высоту, подают на необходимое расстояние в горизонтальной плоскости или заставляют циркулировать в какой-либо замкнутой системе /27/.

Выполняя одну или несколько указанных функций,

насосы входят в состав основного оборудования насосных

станций или установок.

История возникновения и развития насосов показывает, что первоначально они предназначались исключительно для подъѐма воды. Однако в настоящее время область их применения настолько широка и разнообразна, что определение насоса как машины для перекачивания воды было бы односторонним. Помимо водоснабжения и канализации городов, промышленных предприятий и электростанций насосы применяются для орошения и осушения земель, гидроаккумулирования энергии, транспортирования материалов. Существуют питательные насосы котельных установок тепловых электростанций, судовые насосы, насосы для нефтяной, химической, бумажной, пищевой и других отраслей промышленности.

4.1.Классификация насосов

Сточки зрения различия в принципе действия все существующие насосы могут быть разделены на два вида: динамические и объѐмные

(рис. 4.1).

В динамических насосах жидкость движется под силовым воздействием в камере постоянного объѐма, сообщающейся с подводящими и отводящими устройствами. В зависимости от вида силового воздействия на жидкость динамические насосы, в свою очередь, делятся на лопастные и насосы трения.

Рис.4.1. Классификация насосов

Объѐмные насосы работают по принципу вытеснения жидкости из камеры за счѐт уменьшения еѐ объѐма. Периодическое изменение объѐма камеры происходит за счѐт возвратно-поступательного или вращательного движения рабочего органа насоса. Попеременное заполнение камеры перекачиваемой жидкостью и еѐ опорожнение обеспечиваются клапанными устройствами входного и выходного патрубков насоса.

Классификация по конструктивному исполнению приведена в табл. 4.1 /27/.