Электропривод передвижения стола продольно-строгального станка

Новосибирский государственный аграрный университет

Инженерный институт

Кафедра Электрификации и автоматизации с/х

Контрольная работа

 по автоматизированному электроприводу

                                                          Выполнил: студент357гр.

                                     Яковлев А.С.

                                                                        Проверил: Иванов Г.Я.

                                              Новосибирск2005

Электропривод передвижения стола продольно-строгального станка.

Кинематическая схема механизма передвижения стола продольно- строгального станка показана на рисунке 1. Работа механизма передвижения стола при обработке детали осуществляется в следующей последовательности. Обрабатываемая деталь массой m и длинной L закрепляется на столе. Строгание детали выполняется при неподвижно закрепленном резце. Стол вместе с деталью производит возвратно-поступательное движение. В прямом направлении осуществляется строгание детали – рабочий ход , в обратном направление- холостой ход. Вращательное движение, в поступательное преобразуется с помощью зубчатой пары- рейки 3 и колеса 4.

Прямой ход выполняется на рабочей скорости Vмех, а обратный – на максимальной скорости Vmax.

Во избежание появления дефектов на обрабатываемой детали врезание резца в деталь и выход его из детали в конце рабочего хода осуществляется на пониженной скоростиVmin . На этой скорости стол проходит часть пути вхолостуюLomin , а часть пути в режиме резания  Lpmin . После этого подается команда на разгон стола до скорости прямого хода.

Таким образом, цикл работы электропривода передвижения стола продольно- строгального станка характеризуется следующими операциями: разгон стола  при прямом ходе до скорости Vmin ; движение стола  при резании на скорости Vmin ; разгон стола до рабочей скорости прямого хода; установившееся движение на рабочей скорости при прямом ходе; торможение до скоростиVmin ; установившееся движение при резании на скоростиVmin ; установившееся движение вхолостую; реверсирование стола на обратный ход до максимальной скорости; установившееся движение при обратном ходе на максимальной скорости; реверс стола на прямой ход до скорости Vmin.

1.Технические данные механизма.

Vmin=6*10^-2м/с

Vмех=0,3м/с

Vmax=0,55м/с

Fрез=155*10³Н

Lрmin=2*10^-2м

Lomin=5*10^-2м

M_д=20000кг

М_е=14000кг

а₁=0,7м/с²

а₂=0,8м/с²

_η=0,95

Lд=8,5м

Дк=0,2м

                                2. Предварительный выбор двигателя.

2.1 Построение тахограммы и нагрузочной диаграммы.

Тахограмма  расчитанам упрощенным способом, исходя из допущения постоянства величин заданных ускорений на участках разгона и торможения, а так же неизменности заданной установившейся скорости движения на всей длине участка движения. При этом отрезки времени на участках тахограммы рассчитываются по известным по механике формулам равноускоренного и равнозамедленного движения. Приложенные графики показаны на Рис.2.

2.1.1 Рассчитаем время на каждом участке механизма

Время разгона от 0 до Vmin:

t_р1

Время движения при хх на Vmin:

t_у1

Время движения при резании Vmin:

t_у2

Время разгона от Vmin до Vмех:

t_{р 2}

Время торможения от Vмех до Vmin:

t_т1

Время торможения от Vmin до 0:

tт2

Время движения при резании Vmin

Время движения при хх на. Vmin

Путь, пройденный деталью за время разгона от 0 до  Vmin

Lр1

Длина, пройденная деталью за время t_р от Vmin до Vмех:

Lр₂=0,06*0,31+

Путь, пройденный деталью за время t_у1

Lу1=0,05м

Путь, пройденный деталью за время t_у2

Lу2=0,02м

Путь, пройденный деталью за время  tT1

LT1=Lр2=0,048м

Путь, пройденный деталью за время  t_у4

Lу4=Lу2=0,02м

Путь, пройденный деталью за время  t_у5

Lу5=Lу1=0,05м

Путь, пройденный деталью за время tT2

LT1=0,002м

Путь, пройденный деталью со скоростью V_mex

L_уз=8,5-0,24=8,26м

Время, пройденное деталью со V_mex   

t_{р 3} =

Время торможения при обратном ходе детали

Путь, пройденный деталью за время торможения

Путь, пройденный деталью за время tу6

Время, пройденное за Lу6

Время цикла

2.1.2Усилие перемещения стола на холостом ходу:

, где

m_с - масса стола (m_с = 14000 кг, см таб. 1);

m_д - масса детали (m_д = 20000 кг, см таб. 1);

g - ускорение свободного падения (g = 9,81 м/с²);

μ - коэффициент трения стола о направляющие (μ = 0,06, см таб. 1).

Усилие перемещения стола при резании:

, где

F_z  - усилие резания (F_z = 155000 Н, ).

2.1.3.Эквивалентное статическое усилие за цикл:

2.1.4Расчетная мощность двигателя:

, где

К_з - коэффициент запаса (примем К_з = 1,2);

η_пN - КПД механических передач при рабочей нагрузке.

Выбираем двигатель П101.Номинальные данные двигателя приводятся в таб. 1.

 

Данные выбранного двигателя                            Таблица1

Параметр	Обозначение	Значение
Мощность номинальная	PN	42кВт
Номинальное напряжение якоря	UяN	220 В
Номинальный ток якоря	IяN	222 А
Номинальная частота вращения	ηN	750 об/мин
Коэффициент полезного действия	КПД	0,86
Момент инерции	Jдв	1,03кгм2

Определим номинальную угловую скорость двигателя:

Определим номинальное значение кФн:

3.Выбор редуктора

Рассчитаем требуемое передаточное число редуктора

iр=

Vмех=r*   , 

 

             Dколеса=0,2м

Выбор редуктора осуществляется по номинальной частоте вращения, быстроходного вала и по max крутящему моменту и по тихоходному валу. Максимальное усилие при резание металла, от скорости Vmin доVмеханизма.

 175000+(14000+20000)*0,7=198800Н

Тогда мах момент на тихоходном валу редуктора, находим по формуле

:

По рассчитанным данным выбираем  из справочника редуктор горизонтальный двухступенчатый типа ГД-1 (передаточное отношение=26, частота вращения =750 об/мин, мощность до 70кВт ). 

.

3.Проверка двигателя по нагреву и перегрузочной способности

Для проверки двигателя по перегрузочной способности необходимо рассчитать и построить нагрузочную диаграмму двигателя.

Момент двигателя находим уравнению движения привода:

Момент статический определяем по формуле:

Домножим момент номинальный на коэффициент перегрузочной способности