25.3.2. Электропривод механизмов с ударным характером нагрузки

К механизмам с ударной нагрузкой относятся ковочные прессы, молоты, ножницы и т.д. Примерная кинематическая схема таких механизмов представлена на рис.25.13.

От электродвигателя 1 через клиноременную передачу 2 (ее ведомый шкив 3 является маховиком), муфту 4 и шестерни 5, 6 получает вращение кривошипный вал 7, который при помощи шатуна 8 сообщает ползуну 9 вертикальное перемещение. В прессах к ползуну крепится верхний штамп, а к стану пресса – нижний.

Рис.25.13. Кинематическая схема механизма с ударным характером нагрузки

Рис.25.14. Изменение момента нагрузки механизма в зависимости от угла поворота кривошипа: а – реального вида; б – идеализированного вида

Кузнечно-прессовые машины работают в режиме резко переменной ударной нагрузки, когда периоды большой нагрузки чередуются с холостым ходом (рис.25.14, кривая 1). Для большинства рассматриваемых механизмов отношение максимального значения момента нагрузки М_с к моменту М_о при холостом ходе составляет порядка 10-30.

Приведенный статический момент и момент инерции в приводе с кривошипным механизмом определяются по формулам (23.6, 23.7, 23.8).

Расчетная мощность за цикл находится из соотношения:

(25.19)

где: А_о=F_ch - работа операции (технологическая работа, потери в кривошипно-шатунном механизме и промежуточной передаче), Дж; h - рабочий ход ( под нагрузкой) ползуна; А_х - работа холостого хода; К_з - коэффициент запаса, принимается в зависимости от числа ходов машины и скольжения (таблица 25.3); там же даны рекомендации по выбору жесткости механической характеристики двигателя в зависимости от числа ходов механизма в минуту; - работа включения муфты (для машин, работающих на одиночных ходах): где:J₀ - момент инерции ведомой муфтой инерционной массы, приведенный к валу муфты, кг.м²; ω_м - угловая скорость муфты; t_ц - время цикла, с.

Таблица 25.3

Параметр	Число ходов в минуту
	До 15	15–50	50–100	Свыше 100
Рекомендуемое номинальное скольжение sн двигателя	0,12-0,08	0,08-0,05	0,04-0,02	0,02- 0,0.1
Коэффициент запаса по мощности Кз	1,15	1,2	1,3	1,4

25.3.3. Требования к электроприводу поршневых машин и прессов

1. Электроприводы механизмов с переменной нагрузкой работают в продолжительном S1 или перемежающемся режимах S6, реверсирование не требуется.

2. Поскольку кривошипные механизмы при работе создают на валу двигателя периодически изменяющийся момент сопротивления, то для уменьшения колебаний необходимо применять маховики и двигатели с повышенным моментом инерции, которые позволяют уменьшить колебание скорости ротора. Необходимо отметить, что с уменьшением скорости, неравномерность работы увеличивается.

3. Регулирование скорости не требуется или требуется в ограниченных пределах; для компрессоров и насосов 3...10, а для кузнечно-прессового оборудования 10...20.

4. Колебание момента двигателя за цикл не должно превышать отношения М_макс/М_мин≤1,2...1,3.

5. Для поршневых насосов и компрессоров требуется автоматизация поддержания заданного значения давления или подачи.

6. Момент, развиваемый двигателем при пуске, должен быть не менее 1,2М_н.

7. Пуск двигателя должен осуществляться при разгруженной машине.

8. Система управления должна иметь защиту от перегрева масла, воды и других технических неисправностей.