1 Анализ и описание системы электропривод – рабочая машина
Количественная оценка вектора состояния или тахограммы требуемого процесса движения
Произведём словесное описание предельного цикла работы.
Стол разгоняется от нулевой скорости до скорости вхождения резца в металл (Vвх) с предельно допустимым ускорением (а). При достижении скорости вхождения в металл (Vвх) стол проходит некоторый путь и при достижении резца происходит автоматическая подача резца – начинается процесс строгания, стол разгоняется до рабочей скорости (Vпр). В определённый момент времени начинается торможение стола с предельным ускорением, при чём достижение скорости выхода резца из металла соответствует обработка им всей длины заготовки. После достижения нулевой скорости происходит реверс хода стола, то есть обратный ход, где разгон и торможение опять производятся с предельным ускорением. Стол возвращается в начальное положение. Затем цикл повторяется столько раз, сколько требует технология обработки данной заготовки.
Расчёт времени и пути на участках разгонов, торможений, установившихся режимов производим по следующим формулам:
(1)
(2)
(3)
Обозначим: время разгона до Vвх –t1/S1; время/путь движения со скоростьюVвх –t2/S2; время/путь разгона отVвх доVпр –t3/S3; время/путь движения со скоростью прямого хода –t4/S4; время/путь торможения отVпр доVвх -t5/S5; время/путь движения со скоростьюVвх –t6/S6; время/путь торможения отVвх до нулевой –t7/S7; время/путь разгона доVобр -t8/S8; время/путь движения сVобрt9/S9; время/путь торможения отVобр до нулевой скорости –t10/S10.
Отметим, что скорости и пути на 1-ом и 7-ом, 2-ом и 6-ом, 3-ом и 5-ом, 8-ом и 10-ом соответственно равны.
По формулам (1) – (3) получим:
(с)
(м)
(м)
(с)
(с)
(м)
(м)
(с)
(с)
(м)
(м)
(с)
(с)
Отсюда стром тахограмму в среде MathLaB, зависимость скорости перемещения стола от времениf=V(t):
Рисунок 1 – тахограмма за цикл работы механизма.
1.2 Количественная оценка моментов и сил сопротивления.
Определим скорость и ускорение вращения вала двигателя для различных скоростей движения стола с деталью, для этого найдем передаточное отношения редуктора, воспользуемся следующими формулами:
(4)
По формуле (4) определяем передаточный коэффициент редуктора:
По формуле (5) определяем радиус приведения механизма к валу двигателя:
Зная передаточный коэффициент редуктора определим по формулам (4) и (5) скорость двигателя для всех режимов движения стола:
Момент статический (Мс) металлорежущего станка в процессе резания находится по следующим формулам:
(9)
Где:
Fz,Fy,Fx– составляющие усилия резания, соответственно, тангенциальная, радиальная и сила подачи,H;
k= (1.1-1.3) – коэффициент запаса, учитывающий перекосы;
f=(0.05-0.15) – коэффициент трения при движение.
η – к.п.д механизма резания.
Из формул (9),(10) и (11) находим Мс в процессе резания:
Значения Fy,Fxи η берем из методических указаний №6 (рисунок 1) [1]. СоставляющаяFxотсутствует.
Момент статический (Мс) металлорежущего станка в режиме холостого хода находится по следующим формулам:
(13)
α – удельное усилие прилипания;
Sпр – площадь прилипания направляющих.
Из формул (12) и (13):
Найдем момент статический Мспо (9)и (10) при разгоне стола от входной скорости (Vвх) до скорости номинальной (Vрез), при этом значенияFy,Fxи η берем из методических указаний №6 (рисунок 1)[1] для скоростиVвх=15 м/мин:
