3 Пример расчета мощности двигателя главного привода сверлильного станка

На станке производится сверление отверстия диаметром 57мм и глубиной 300мм в заготовке из ковкого чугуна.

Определяем скорость резания, допускаемую режущими свойствами сверла v_z, м∙мин^-1 [1, с.276]

, (3.1)

где C_v – коэффициент, зависящий от материала изделия и сверла;

D – диаметр сверла, мм;

T – стойкость сверла, мин;

s – подача, мм∙об^-1;

q_v, y_v, x_v, m – показатели степени, зависящие от материала изделия и диаметра сверла;

k_v – поправочный коэффициент.

При D=75мм; T=200мин; t=37,5мм; s=1,25мм∙об^-1; k_v=0,33 [1, с.276]; C_v=25,3; m=0,125; y_v=0,4; q_v=0,25; x_v=0 из таблицы 29 [1, с. 179]

м∙мин^-1

Находим частоту вращения шпинделя n, мин^-1, соответствующую найденной скорости резания по (1.2) при v_z=11,59 м∙мин^-1, D=75 мм

мин^-1

По паспортным данным станка принимаем n_д =52 мин^-1.

Определяем действительную скорость резания v_zд, м∙мин^-1, по (1.3) при D=75 мм, n_д=52 мин^-1

м∙мин^-1

Определяем крутящий момент от сил сопротивления резанию при сверлении М_кр, Н·м [1, с.277]

, (3.2)

где C_м– коэффициент, зависящий от материала изделия;

D – диаметр сверла, мм;

q_м, y_м – показатели степени, зависящие от материала изделия и диаметра сверла;

s – подача, мм∙об^-1;

k_p – поправочный коэффициент, принимаем равным 1.

При D = 75 мм; s = 1,25 мм∙об^-1; C_м = 0,021; q_м = 2; y_м = 0,8 из таблицы 32 [1, с.281]; k_p = 1 [1, с.280]

Н·м

Определяем мощность, затрачиваемую на резание P_z, кВт [1, с.280]

, (3.3)

где М_кр – крутящий момент резания при сверлении, Н∙м;

n_д – действительная частота вращения шпинделя, мин^-1.

При M_кр = 1385,28 Н·м; n_д = 52 мин^-1

Находим основное время сверления T₀, мин [2, с.171]

, (3.4)

где L – длина детали, мм;

n_д – действительная частота вращения шпинделя, мин^-1;

s – подача, мм∙об^-1.

При n_д = 52 мин^-1; s = 1,25 мм∙об^-1; L = 300 мм

мин

Т.к отверстие сверлится на глубину, значительно превышающую диаметр сверла, то операцию необходимо выполнить в несколько проходов, в данном случае – два.

Исходными данными для определения эквивалентной мощности двигателя является нагрузочная диаграмма, приведенная на рисунке 2.

Определяем мощность на валу двигателя при сверлении P_дв, кВт, по (1.6) при P_z =7,38 кВт, _cт = 0,82

кВт

Определим потери мощности в станке при резании , кВт по (1.10) при Р_дв = 9 кВт, Р_z = 7,38 кВт

кВт

Мощность холостого хода станка Р_ст0, кВт, определим по (1.9) при = =1,62 кВт

кВт

По рассчитанным данным строим нагрузочную диаграмму (рисунок 3)

По нагрузочной диаграмме определяем эквивалентную мощность Р_экв, кВт, за цикл обработки

, (3.6)

где – половина основного времени сверления, мин;

t₀₁,t₀₂ – время необходимое для извлечения и охлаждения сверла и выхода стружки, мин.

Рисунок 3 – Нагрузочная диаграмма двигателя сверлильного станка

При Р_св = 9кВт, Р₀ = 0,97кВт, = 2,3мин, t₀₁ = t₀₂ = 0,33мин

кВт

По кинематической схеме станка расчетная частота вращения двигателя составляет n_{дв.расч}≈1450мин^-1.

На основании расчетов выбираем двигатель АИРМ132М4. Паспортные данные двигателя заносим в таблицу 4.

Таблица 4 – Паспортные данные выбранного двигателя

Рном, кВт	Iном., А	n2ном., мин-1	ηном.	сosφном.	Сервис – фактор	Мном., Н∙м	Iп/Iном.	kп	λ	Jдв, кг·м2
11	22,1	1455	0,89	0,85	1,15	72,2	7,3	2,2	3,0	0,045

Найдём максимальный момент нагрузки М_макс, Н∙м

(3.7)

Н∙м

Проверяем двигатель по перегрузочной способности по (1.15)

0,8·3,0·72,2=173,28 > 59,08 Н·м