ВВЕДЕНИЕ

Развитие различных отраслей народного хозяйства выдвигает самые разнообразные требования к системам автоматизированного электропривода, представляющим собой энергетическую основу механизации и автоматизации производственных процессов, главным образом процессов, связанных с использованием механической энергии. Автоматизированный электропривод практически уже давно оформился в самостоятельную отрасль, как в научном, так и в техническом отношении. Он возник на стыке научных дисциплин – механики, электротехники, электроники, теории автоматизированного регулирования, вобрав в себя, их методы и синтезировав методологию, как исследования, так и решения практических задач.

Электропривод определяется как электромеханическая система, состоящая из электродвигательного, преобразовательного, передаточного и управляющего устройств, предназначенных для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины и управлением этим движением.

Первостепенное значение для автоматизации производства имеют многодвигательный электропривод и средства электрического управления. Развитие электропривода идёт по пути упрощения механических передач и приближение электродвигателей к рабочим органов машин и механизмов, также возрастающего применения регулирования скорости приводов. Широко применяются комплексные преобразовательные устройства.

Всё большее распространение получают новейшие средства электрической автоматизации технологических установок, машин и механизмов на базе полупроводниковой техники, высокочувствительной контрольно­-измерительной и регулирующей аппаратуры, бесконтактных датчиков и логических элементов.

1 Техническое задание

Произвести расчет электропривода многооперационного станка 6904ВМФ2. Направление подачи – продольная. Вид обработки – сверление. Материал детали – чугун ковкий. Для этого необходимо решить перечень вопросов:

• расчет статических мощностей и моментов;

• расчет циклограмм работы электропривода станка;

• построение нагрузочной диаграммы привода;

• формирование желаемой механической характеристики электропривода;

• оценка статических и динамических показателей системы;

• выбор электродвигателя с учетом способа регулирования;

• построение структурной схемы и расчет параметров электропривода;

• расчет статических характеристик и нагрузочных диаграмм;

В таблице 1.1 указаны основные параметры многооперационного станка.

Таблица 1.1 – основные параметры многооперационного станка 6906ВМФ2

Параметры	Значение
Размеры рабочей поверхности стола	800 х 630
Наибольшая масса обрабатываемого изделия, кг	500
Наибольшее перемещение стола: продольное поперечное шпиндельной бабки (вертикальное)	630 630 630
Расстояние от оси шпинделя до рабочей поверхности стола	95…725
Расстояние от торца шпинделя до центра стола	165…795
Конус отверстия шпинделя	50
Вместимость инструментального магазина, шт.	30
Наибольший диаметр инструмента загружаемого в магазин	200
Число ступеней вращения шпинделя	18

Продолжение таблицы 1.1

Параметры	Значение
Частота вращения шпинделя, об/мин	31,5…1600
Рабочие подачи, мм/мин	2,5…2500
Наибольшая сила подачи стола, кН	10
Скорость быстрого перемещения, мм/мин	5000
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт	8
Габаритные размеры: длина ширина высота	3100 2165 2595
Масса, кг	7330

2 Задание режима резания и карты обработки

Карта обработки представляет собой траекторию движения инструмента относительно детали. Размеры детали и инструмента принимаются максимально возможными для геометрии станка и мощности главного привода.

По [1] выбираем сверло одностороннего резания с внутренним подводом СОЖ. Выбранное сверло изображено на рисунке 1, где d=65, L=850.

Рисунок 1 – Сверло одностороннего резания с внутренним подводом СОЖ

На рисунке 2 схематически представлено положение шпинделя и рабочего стола.

Рисунок 2 – Взаимное положение шпинделя и рабочего стола

На рисунке 3 представлена карта обработки.

Рисунок 3 – Карта обработки детали

Расчет режимов резания при сверлении

При назначении элементов режимов резания учитывают характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования.

Скорость резания v, м/мин при растачивании рассчитывают по эмпирической формуле:

(3.1)

где C_v – коэффициент, принимаем по таблице 28 ([1], с. 278), C_v=21,8;

Т – период стойкости инструмента, принимаем 170 мин;

D – диаметр сверла, мм, D=65 мм;

s – подача, мм/об, принимаем по таблице 25 ([1], с. 265) s=0,27 мм/об;

m – показатель степени, принимаем по таблице 28 ([1], с. 278) m=0,125;

q – показатель степени, принимаем по таблице 28 ([1], с. 278) q=0,25;

y – показатель степени, принимаем по таблице 28 ([1], с. 278) y=0,55;

К_v – коэффициент, является произведением коэффициентов:

, (3.2)

где К_мv – коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки, по таблице 1 ([1], с. 261),

,

где HB – твёрдость металла. Для ковкого чугуна HB=150,

n_v – показатель степени, n_v=1,3

К_Lv – коэффициент, учитывающий глубину обрабатываемого отверстия, по таблице 5 ([1], с. 263) К_Lv=0,6;

К_Иv – коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента, по таблице 6 ([1], с. 263) К_Иv=1,

Осевая сила Р₀, Н рассчитывают по формуле:

, (3.3)

где С_р – постоянная, для осевой силы Р₀ по таблице 32 ([1], с.281) С_р=43,3;

q – показатель степени, принимаем по таблице 32 ([1], с.281) q=1;

y – показатель степени, принимаем по таблице 32 ([1], с.281) y=0,8;

К_р – поправочный коэффициент, определяется по формуле:

, (3.4)

где К_мр – коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости, по таблице 9 ([1], с. 265):

,

где HB – твёрдость металла. Для ковкого чугуна HB=150,

n – показатель степени, n=0,6

Тогда осевая сила Р₀:

Крутящий момент М_кр, Н м рассчитывают по формуле:

,

где С_М – постоянная, для крутящего момента М_кр по таблице 32 ([1], с.281) С_М=0,021;

q – показатель степени, принимаем по таблице 32 ([1], с.281) q=2;

y – показатель степени, принимаем по таблице 32 ([1], с.281) y=0,8;

К_р – коэффициент, учитывающий фактические условия обработки (К_р =1)

Крутящий момент М_кр равен:

Мощность резания N, кВт рассчитывают по формуле:

(3.5)

где – частота вращения инструмента об/мин:

,

где v – скорость резания, мм/мин;

D – диаметр сверла.

Частота равна

Тогда мощность резания N равна:

Условия, которые были поставлены перед нами соблюдены:

Расчёт продолжаем.