- •1. Технологическая часть
- •1.1 Описание детали (назначение, особенности конструкции, химический состав и физико-механические свойства материала
- •1.2 Определение типа производства
- •1.3 Выбор прогрессивного способа получения заготовок
- •1.4 Содержание и структура заданной технологической операции
- •1.5 Характеристика и назначение станка
- •1.6 Режущий инструмент для заданной технологической операции
- •1.7 Расчет режимов резания для заданной технологической операции
- •1.8 Определение основного (технологического) времени на обработку, времени на установку и снятие детали
- •1.9 Разработка управляющей программы на заданную технологическую операцию
- •2 Проектирование электропривода главного движения
- •2.1 Выбор системы управления электроприводом
- •2.2 Предварительные расчеты по выбору элементов системы управления
- •2.2.1 Выбор электродвигателя
- •2.2.2 Выбор тахогенератора
- •2.2.3 Расчет и выбор трансформатора
- •2.2.4 Выбор вентилей
- •2.2.5 Определение расчетных параметров якорной цепи: требуемой индуктивности, суммарной индуктивности, суммарного активного сопротивления
- •2.3 Расчет статистических показателей элементов сау
- •2.4 Расчет динамики системы автоматического регулирования
- •2.4.1 Анализ устойчивости системы автоматического регулирования
- •2.4.2 Синтез корректирующего устройства
- •2.4.3 Преобразование аналогового регулятора в цифровой
- •2.5 Практическая реализация системы управления электропривода главного движения
- •2.5.1 Анализ существующих средств автоматизации
- •2.5.2. Выбор измерительных устройств (датчик скорости)
- •2.5.3 Выбор управляющего контроллера с указанием технических характеристик
- •3 Организационная часть
- •3.1 Организация рабочего места оператора
- •3.2 Мероприятия по безопасности жизнедеятельности
- •3.3 Мероприятия по экологической безопасности
- •4 Расчётная часть
- •4.1 Расчет технологической себестоимости обработки на базовом станке и на станке с измененным электроприводом
- •4.2 Расчет экономического эффекта
2.2 Предварительные расчеты по выбору элементов системы управления
2.2.1 Выбор электродвигателя
Мощности на валу двигателя для каждого перехода рассчитывают по формуле:
(29)
Nzi, - мощность резания,
ηстi - КПД станка на i-м переходе
КПД станка зависит от нагрузки. Для фрезерных станков КПД при полной загрузке составляет 0,7...0,8.
Примем за номинальный КПД станка среднее значение ηстi=0,75.
За номинальную мощность резания NHZ принимаем максимальную мощность резания, полученных при расчете Nziмакс.
Для каждого перехода определяют коэффициенты загрузки станка:
(30)
при полной загрузке k=1.
Потери мощности в механизмах станка состоят из постоянных потерь, не зависящих от нагрузки (потерь холостого хода) , и переменных потерь, зависящих от нагрузки:
(31)
a и b- коэффициенты соответственно постоянных и переменных потерь.
С учётом этого К.П.Д станка при разных нагрузках определяется по формуле:
(32)
Таблица 6- Расчётные данные для построения нагрузочной диаграммы.
№ перехода |
k1 |
Nzi |
Ni |
tмi | |
1 |
1,7 |
0,8 |
3,1 |
16,5 |
5,06 |
Определяется суммарное вспомогательное время tв, которое распределяется равномерно между паузами:
Время паузы:
toi = (33)
Если в периоды пауз в обработке двигатель не отключается, то его нагрузка в периоды обусловлена мощностью холостого хода, которая равна постоянным потерям.
(34)
На основании полученных данных строится нагрузочная диаграмма в зависимости.
Рисунок 1 - Нагрузочная диаграмма привода главного движения.
Эквивалентная мощность электродвигателя определяется по формуле:
(35)
По каталогу или справочной литературе выбирается двигатель с необходимой частотой вращения таким образом, чтобы его номинальная мощность была больше или равна эквивалентной мощности , найденной из нагрузочной диаграммы.
Если в результате расчета мощности, необходимой для обработки данной детали, она оказалась меньше паспортной мощности двигателя главного движения станка, то номинальную мощность двигателя следует принять по условию, чтобы обеспечить возможность обработки и других деталей с максимальным использованием возможностей станка.
Исходя из заданных момента и частоты вращения, по каталогу выбираем двигатель типа ПБСТ-63 со следующими данными: Uн =220В,
nн =1600об/мин, Mн=36,6 Нм, Iн=56 А, GD2=1,030 кгсм2, Рн=11,3 кВт
Допустимая кратность пускового тока In/Iн - 4
Число полюсов 2р = 4
Обмоточные данные:
Число витков - 117
Сопротивление при 15оС Rя - 0,04 Ом
Число параллельных ветвей 2а =2
Обмотки добавочных полюсов:
Сопротивление при 15оС Rд - 0,02 Ом
Параллельные обмотки:
Сопротивление при 15оС Rв - 0,0254 Ом
Номинальный ток возбуждения двигателя:
Iвн = (36)
αн=1,2 – коэффициент повышения сопротивления при нагреве
Iвн = =0,56 А
Номинальный ток якоря:
Iян=Iн-Iвн=56-0,6=55,4 А (37)
Проверка двигателя по перегрузочной способности производится по условию:
(38)
,
Условие выполняется, следовательно, двигатель выбран правильно.
Установленный на станке электродвигатель рассчитан с возможностью обработки других деталей в течение года. По этой причине принимаю электродвигатель, мощность которого указана в паспорте станка.