5. Особенности работы привода перемещения стола продольно-строгального станка

Как следует из рассмотренных тахограммы и нагрузочной диаграммы (рис. 1.2), работа главного электропривода продольно-строгального станка связана с частыми реверсами и торможениями. Поэтому переходные процессы оказывают большое влияние на выбор электродвигателя и производительности станка.

Диапазон регулирования скорости главного привода составляет D= 4…30. Наименьшая скорость прямого хода Vмин = (4…6) м/мин соответствует черновой обработке твёрдых металлов. Наибольшая скорость обратного хода V_обр=(75…120) м/мин определяется максимальной скоростью резания при чистовой обработке, достигающей V_max=(75…120) м/мин. Скорости врезания резца в изделие V_вр и выхода из него одинаковы и равны (12…15) м/мин. Регулирование скорости от V_min до граничной V_гр = (20…25) м/мин осуществляют при постоянном моменте, а с увеличением скорости от V_р до V_max – при постоянной мощности.

Допустимое ускорение в продольно-строгальных станках определяется в основном прочностью кинематической цепи редуктора и составляет a_доп = (0,8…1) м/с ².

6. Определение мощности двигателя привода главного движения

Двигатель преодолевает нагрузку в установившемся и переходном режимах работы. В установившемся режиме при прямом ходе стола нагрузка на валу двигателя определяется тяговым усилием F_тяг состоящим из усилия резания F_z и силы трения F_тр, а при обратном ходе стола – только силой трения F_тр.

7. Расчёт усилий, моментов нагрузки при прямом ходе стола

Силу трения при движении стола по направляющим рассчитывают по формуле:

Н

где g = 9,81 ускорение свободного падения, м/c²;

m_ст , m_дет - соответственно массы стола и детали, кг;

F_y - вертикальная составляющая усилия резания,

Н

μ = 0,05…0,08 коэффициент трения стола о направляющие.

Массы стола и детали, кг:

кг

кг

Тяговое усилие при движении стола равно

Н

Усилие резания при чистовой обработке:

Н

Динамическое усилие, обусловленное массами стола и детали при разгоне и торможении привода стола:

Н

Статический момент нагрузки, приведённый к валу реечной шестерни, определяют по формуле:

Н*м

где ρ - радиус приведения, м;

η - КПД передачи, принимаемый согласно табл. 1

Радиус приведения находят из равенства , где - диаметр реечной шестерни.

8. Расчёт усилий, моментов нагрузки при обратном ходе стола

Силу трения при движении стола по направляющим на холостом ходу находят по формуле

Н

Статический момент нагрузки реечной шестерни:

Н*м

9. Расчет средней мощности

Мощность при прямом ходе стола:

КПД редуктора примем : 0,9

Вт

Мощность при обратном ходе стола:

Вт

Средняя мощность:

Вт ,где

с

с

Выбираем ближайший по мощности двигатель постоянного тока:

Двигатель серии 4ПФ112S с параметрами:

P=45 кВт

I_я=115,6 А

U_я=440 В

КПД =86%

n_ном=1060 об/мин

n_макс=4500 об/мин

Выберем тиристорный преобразователь для этого двигателя:

Тиристорный преобразователь ТЕР с параметрами:

I=200 А

U_ном=4600 В

Основные регулируемые координаты:

скорость, ЭДС, положение, мощность ,специальные системы, натяжение.

9. Рассчитаем момент инерции и передаточное число, где

ближайшее по значению передаточное число

Заключение

При расчете тахограммы и нагрузочной диаграммы привода были рассчитаны статические моменты, а также приняты динамические моменты разгона и торможения. Исходя из полученных динамических моментов, было рассчитано ориентировочное время переходных процессов. В итоге была построена тахограмма и нагрузочная диаграмма привода.

Используя полученные данные при расчете статических моментов была определена требуемая мощность двигателя и по мощности и требуемой частоте вращения был выбран двигатель.