2.3. Предварительный выбор электродвигателя
Электродвигатель для главного привода станка выбирают на стадии разработки его кинематической схемы. При проектировании специального станка для всех элементов цикла определяют эффективную мощность резания. Пользуясь кинематической схемой главного привода, вычисляют его коэффициент полезного действия η:
, (2.3)
где
– среднее значение КПД ременной передачи,
зубчатых передач и подшипников качения
в механической части привода;
, , – число ременных передач, зубчатых передач и подшипников качения в механической части привода.
Средние значения КПД элементов привода считаются независимыми от нагрузки и скорости и принимаются согласно табл. 2.2.
Таблица 2.2
Средние значения КПД элементов привода
-
Вид передачи
η
ременная передача
0,97…0,99
цилиндрическая прямозубая передача
0,99…0,995
цилиндрическая косозубая передача
0,98…0,99
коническая зубчатая передача
0,97…0,98
подшипник качения
0,9975…0,9985
Электродвигатель выбирают по расчётной номинальной мощности:
, (2.4)
где NЭ – максимальная эффективная мощность резания в цикле работы станка;
– коэффициент
перегрузки:
в зависимости от режима работы двигателя
(для курсового проекта
=1).
Если при разработке главного привода станка определить номинальную мощность его двигателя бывает затруднительно из-за недостатка исходных данных, то можно подобрать двигатель исходя из технических параметров лучших отечественных и зарубежных станков заданного типа.
В ступенчатых приводах главного движения и подачи, а также в приводах вспомогательных движений применяются асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором (см. приложение, табл. 2-3). Они наиболее надёжны и просты в эксплуатации, применяются без преобразователей и специальных усилителей, имеют небольшие габариты, допускают достаточно высокие перегрузки. Технические данные двигателей 4А основного исполнения приведены в приложении табл. 2, где IП и IН –пусковой и номинальный ток; МП, МН, Мmin, Мmax – пусковой, номинальный, минимальный и максимальный моменты, развиваемые двигателем. Обозначения двигателей расшифровывается следующим образом: 4 – порядковый номер серии; А – вид двигателя (асинхронный); последующие две или три цифры – высота оси вращения в миллиметрах; S, M или L – установочный размер по длине станины; А или В – длина сердечника статора (отсутствие буквы в обозначении двигателя свидетельствует о наличии одной длины сердечника); последующее число 2, 4, 6, 8, 10 или 12 – число полюсов; У3 – климатическое исполнение и категория размещения.
3. Кинематический расчет привода
3.1. Типы передач приводов вращательного движения
Механическая часть привода со ступенчатым регулированием частот вращения выходного вала состоит из постоянных и групповых передач (групп передач). Постоянные передачи (зубчатые, ременные) служат для редуцирования частоты вращения и формирования пространственной компоновки станка. Групповые передачи (рис. 3.1.) обеспечивают требуемый ряд частот вращения шпинделя.
Р
ис.
3.1. Групповые передачи
Передача с передвижными зубчатыми колёсами и блоками зубчатых колес (рис. 3.1а) позволяет передавать большие крутящие моменты, имеет высокий КПД, так как в работе участвует только одна пара зубчатых колёс. В ней нельзя использовать косозубые колёса, нельзя переключатся на ходу.
Передачу с электромагнитными муфтами (рис. 3.1б) можно переключать на ходу, что позволяет автоматизировать управление приводом. Передача может состоять из косозубых колёс.
Передача со сменными зубчатыми колёсами (рис. 3.1в) отличается компактностью. Применяется в приводах станков, которые переналаживаются редко.
Передачи с плоским ремнём и сменными (рис. 3.1г) или ступенчатыми шкивами (рис. 3.1д) работают плавно, однако имеют большие габариты.
При кинематическом расчете строятся структурная сетка и график частот вращения.