2832
.pdf
|
N 2t |
N |
2t |
2 |
... N 2t |
i |
|
|
N э |
1 1 |
2 |
i |
, |
(141) |
|||
|
|
tц |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
N э |
Nн . |
|
|
|
|
|
(142) |
25.3. Повторно-кратковременная нагрузка
В этом режиме работают двигатели вспомогательных механизмов в конструкциях кузнечно-прессовых машин. График может включать участки работы с расчетными угловыми скоростями, паузы, участок пуска и торможения.
Вначале определяют предварительно примерно мощность двигателя по максимальной рабочей нагрузке:
N пр |
Ni max |
, |
(143) |
||
0,85 |
к |
||||
|
|
|
где к = 2 (предварительно).
Далее используют метод средних потер, учитывая потери при пуске и торможении:
где
1
|
|
|
|
N э |
Ап |
N1t1 |
N 2t2 ... |
АТ |
, |
(144) |
|
|
|
|
1tп |
t1 |
t2 ... 1t Т |
0t0 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||
Aп , АТ |
- потери при пуске и торможении; |
|
|
|
||||||
0 - коэффициент ухудшения охлаждения приостановке |
|
|||||||||
|
|
двигателя |
0,3 |
0,5 с обдувом, 0 |
0,9 |
0,98 |
|
|||
|
|
у закрытых; |
|
|
|
|
|
|
||
1 |
0 |
|
- ухудшение охлаждения при разгоне и торможении. |
|||||||
|
|
|
||||||||
|
|
2 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Потери при пуске и торможении:
|
Y |
2 |
|
r1 |
|
|
|
|
|
|
|
А |
0 |
1 |
M |
|
0 |
t |
|
. |
(145) |
||
|
|
|
|
|
|
||||||
п |
|
2 |
|
r |
|
c |
2 |
|
п |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
81
По коэффициенту инерции Fi из каталога или паспортных данных определяют приведенный момент инерции привода:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Y |
FiYр , |
|
|
|
|
|
|
|
(146) |
|
где Yр - момент инерции вала двигателя; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
r1, r2 - сопротивление обмотки статора и ротора; |
|
|
||||||||||||||||||||||||
0 |
|
|
n0 |
- синхронная угловой скорости; |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
n0 - синхронная частота вращения; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
tп |
|
|
|
|
|
Y |
|
0 |
|
|
- время пуска (сек.); |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
M пср |
|
|
М сТ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
М п |
|
|
М н |
п ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
М п |
|
|
|
|
М мах |
М п |
|
- средний пусковой момент; |
|
|||||||||||||||||
ср |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М мах |
|
|
|
к М н , |
к - кратность критического момента |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
по каталогу; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
М н |
|
|
9550Nн |
- номинальный момент; |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
nн |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Мст - момент сопротивления сил трения; |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
М ст |
|
|
Ni min |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Потери при торможении: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
r1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
3 |
|
Y 0 |
|
1 |
|
M |
|
|
0 |
t |
|
. |
(147) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c |
|
п |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
2 |
|
|
r |
|
2 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Далее пользуясь данными |
f |
Р |
из каталога строим |
|
|
||||
Рн |
||||
|
|
|
||
график этой зависимости. |
|
|
|
82
Ni |
Ni |
Ni , |
(148) |
|
i
Nн |
Nн |
Nн , |
(149) |
|
н |
||||
|
|
|
||
N н |
N э . |
(150) |
25.4. Повторно-кратковременный с частыми пусками Двигатель выбирают с учетом продолжительности включения
t р |
, которая в процентном отношении указывается в ката- |
|
t р t0 |
||
|
логах, для различных номинальных мощностей (рис. 62).
Рис. 62. Повторно-кратковременный режим с частыми пусками Исходя из принципа равенства средних потерь:
|
|
N р |
Nн н , |
|
|
|
(151) |
|
N |
пост |
mY 2r |
N |
пост |
mY 2r |
н |
, |
(152) |
|
р |
|
н |
|
|
где Yр - ток ротора;
83
r - сопротивление ротора; m - число фаз.
Пренебрегая, постоянными потерями получим:
Yр |
|
н |
|
|
|
N р |
, |
(153) |
||
Yн |
|
|
|
|
Nн |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N н |
N р |
|
|
|
р |
. |
|
(154) |
||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
Мощность, расходуемая на преодоление сил трения при перемещении вспомогательного механизма (вКШП) со скоростью v:
Nтр Fтр v G v . |
(155) |
где G - вес;
- коэффициент трения.
Мощность на валу:
N |
N тр |
, |
(156) |
|
где
где
1
0,1 0,2 - КПД передачи.
Номинальный момент двигателя:
М н |
N |
, |
(157) |
|
|||
|
н |
|
Момент сил сопротивления в начале пуска:
М с н |
N |
0 , |
(158) |
|
н
0 - трение покоя, 0 .
84
Момент, развиваемый двигателем в начале движения:
М п 0,85 п М н . |
(159) |
Если М п М сн , то привод выбран правильно.
26. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ ПРИ РАБОТЕ С МАХОВИКОМ
Обозначим угол поворота вала при выполнении штамповки
(операции) - 0. Обычно |
0 = 5 |
30 . |
|
|
|
|
||
|
|
М с |
М дв Y |
|
w |
, |
(160) |
|
|
|
|
dt |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||
где Y 90 % момента энерции маховика. |
|
|
|
|||||
Из-за малости |
0 |
характером изменения нагрузки в пределах |
||||||
2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
рабочей операции пренебрегаем, считая ее постоянной (рис. 63) и график упрощаем спрямленными линиями.
Рис. 63. Фактический и упрощенный графики изменения момента на валу электродвигателя кривошипного пресса
М оп |
Аоп |
, |
(161) |
|
|||
|
оп |
|
где Аоп - работа, необходимая для осуществления операции.
85
М хх |
|
Ахх |
, |
|
(162) |
||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
хх |
|
|
|
М ср 2 |
М а |
оп М хх хх , |
(163) |
||||
М ср |
М оп оп |
|
М хх хх |
, |
(164) |
||
|
|
|
2 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
М н |
кМ ср , |
|
(165) |
где к 1,2 1,5 .
Энергия, отдаваемая маховиком:
|
|
|
Yм |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А0 |
мах Yм |
min |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
, (166) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Yм |
|
мах |
|
min |
мах |
|
min |
|
ср Yм |
2 |
|||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ср |
|
ср |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мах |
min |
|
, |
(167) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
ср |
|
|
|
2 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
max |
min |
|
- неравнометность вращения маховика. |
||||||||||||||||
|
|
ср |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Y |
|
|
Аоп |
. |
|
|
(168) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
ср2 S |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
При ориентировочных |
|
расчетах |
|
обычно |
принимают |
ср м.н - расчетная номинальная скорость маховика, которой
соответствует номинальная скорость двигателя.
Величину S следует выбирать такой, чтобы наибольшее значение скольжения электродвигателя не превышало Sкр.
86
27. УТОЧНЕННЫЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА С МАХОВИКОМ
Во время рабочей операции полезная работа производится как двигателем, так и маховиком:
|
2 |
|
|
2 |
2 |
2 |
|
|
А |
М |
с |
d |
М d |
Y |
мах |
min |
. (169) |
|
|
|||||||
оп |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
В идеальном случае |
|
оп |
0 , М хх |
0 (рис. 64), то есть пи- |
ковая нагрузка действует мгновенно один раз в течение цикла.
Рис. 64. Упрощенный график работы пресса
|
2 |
|
|
|
|
|
|
М d |
0 , |
|
|
(170) |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
|
|
|
А |
Y |
мах |
min |
|
, |
(171) |
|
|
|
||||
оп |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мах |
0 1 |
Smin |
, |
(172) |
||
min |
0 1 |
Sмах |
, |
|
(173) |
где S 0 н - скольжение.
0
87
А |
1 |
Y |
2 |
S |
|
S |
|
2 S |
|
S |
|
. (174) |
|
0 |
мах |
min |
min |
мах |
|||||||
оп |
2 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При работе пресса должна быть заданная производительность, то есть определенная продолжительность цикла при непрерывной работе на автоматических ходах. При идеальной пиковой нагрузке
время цикла равно времени разгона от |
|
min до |
мах. |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
tц |
|
|
мах Yd |
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(175) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
min |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
0 1 |
|
|
S |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
(176) |
|||||
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
0 d1S , |
|
|
|
|
|
|
(177) |
|||||||||
|
tц |
Y |
|
Smin dS |
|
|
|
Y |
|
|
Smax dS |
, |
|
(178) |
|||||||||||
|
0 |
|
|
|
M |
|
|
|
0 |
|
M |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
Sмах |
|
|
|
|
|
|
|
Sмin |
|
|
|
|
|||||||
Для асинхронного двигателя характеристика будет: |
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
M |
|
|
|
2M к |
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
(179) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Sк |
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Y |
0 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
Sмах |
|
|
||
tц |
|
|
|
|
|
Sмах |
Smin |
|
|
|
2Sк ln |
|
|
. |
(180) |
||||||||||
|
4M к Sк |
|
|
|
|
|
Smin |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исходя из условия нагрева, должно выполняться равенство, что выполнение работы на операцию за время цикла обеспечивает такой же нагрев, как если бы двигатель работал непрерывно при номинальной нагрузке.
88
tц |
|
|
М 0 sdt |
M н 0 sнtц , |
(181) |
0 |
|
|
tц |
|
|
Мsdt |
M н sнtц . |
(182) |
0 |
|
|
Интегральное выражение можно представить с учетом, что
dt |
Yd |
, d |
0 dS . |
|
|
||||
M |
||||
|
|
|
tц |
|
Yd |
Smax |
|
|
МS |
Y 0 SdS , |
(183) |
|
|
M |
|||
0 |
|
Sмin |
|
|
|
|
|
Y 0 |
2 |
2 |
|
|
|
Sмах |
Smin |
M н Sнtц . |
|
2 |
||||
|
|
|
В итоге имеем три уравнения:
А |
|
1 |
Y |
2 |
S |
|
S |
|
2 S |
|
S |
|
|
, |
||
|
|
0 |
мах |
min |
min |
мах |
||||||||||
оп |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Y |
0 |
|
|
2 |
|
2 |
|
2 |
Smax |
|
||||
tц |
|
|
|
|
|
|
|
Sмах |
|
Smin |
2Sк ln |
|
|
|
, |
|
4М к Sк |
|
|
|
Smin |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
Y |
0 |
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Smax |
Smin |
M н Sнtц . |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(184)
(185)
(186)
(187)
Система уравнений решается, если заданы Аоп, tц, 0, Мн, Sн,
Мк, Sк.
89
|
Y |
Aоп |
. |
(188) |
|
|
|
||||
|
max |
j |
2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
где - средняя угловая скорость маховика; |
|
||||
j |
2КSн - коэффициент неравномерности хода; |
|
|||
к |
1,2 1,5 - коэффициент запаса; |
|
|
|
0,85 0,95- (больше с увеличением числа ходов).
В реальности характер изменения нагрузки при выполнении кинематического цикла пресса имеет двухпиковый характер (рис. 65).
|
Рис. 65. Реальный график работы пресса |
||||||||||||
|
|
|
|
Y |
К |
|
А0 |
, |
|
(189) |
|||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
м |
|
ф |
j 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
Ан |
|
Ам |
|
|
|
Кф |
1 |
0 |
|
2 |
|
6р |
3 р 2 |
|
- (190) |
||||
|
|
|
А0 |
|
|||||||||
|
|
|
360 |
|
|
|
|
|
А0 |
коэффициент нагрузочного графика при работе на одиночных ходах.
А |
Y |
2 - работа на включение муфты, |
|
||
м |
в.м |
|
|
|
|
|
|
|
πn |
, |
(191) |
|
|
360 |
|||
|
|
|
|
где n - число ходов пресса на автоматических ходах.
90