Проектирование металлорежущего станка, предназначенного для обработки деталей типа «Планшайба», страница 10


Рисунок 4.1 –  График распределения моментов резания.

Рисунок 4.2 – График распределения частот вращения шпинделя.

Рисунок 4.3 – График распределения эффективной мощности.

Рисунок 4.4 – Картина распределения эксплуатационных характеристик.


4.3 Анализ полученных эксплуатационных и технических характеристик

Рекомендуемые границы значений эксплуатационных характеристик, полученные на первом этапе их оптимизации, изображены «в соответствии с рисунками 4.1, 4.2, 4.3». Однако предельные значения характеристик не согласуются со стандартным рядом чисел. Необходима корректировка границ. Граничные значения момента резания и частоты вращения выбираем из стандартного ряда предпочтительных чисел. Для мощности корректировка значений заключается в изменении максимального значения с учетом мощности двигателя, имеющегося в каталоге.

Выбираем асинхронный двигатель серии 4А модель 132S4

При коэффициенте полезного действия механической части привода, равном  эффективная мощность:

где мощность двигателя.

По итогам всех расчетов и учитывая проведенные корректировки, с помощью программы "Prog TX" строим суммарную функцию распределения «в соответствии с рисунком 4.4».

Скорректированные значения технических характеристик обеспечивают  98,8% работ с максимальной производительностью. Объем работ, находящихся за пределами указанного диапазона, незначителен на всех трех графиках.

Полученные распределения эксплуатационных характеристик могут быть использованы при выполнении последующих этапов проектирования. Так, например, график распределения частот вращения шпинделя целесообразно учитывать при кинематическом расчете привода главного движения, а картину распределения - при расчете привода на усталостную прочность и тепловых расчетах электродвигателей.


5 Кинематический расчет привода главного движения

Кинематический расчет является ответственным этапом проектирования металлорежущих станков. Этим расчетом определяется значение передаточных отношений отдельных передач привода, обеспечивающих требуемую закономерность и величину скоростей движения исполнительного звена.

Целью расчета является определение передаточных отношений зубчатых и ременных передач с последующим подбором числа зубьев колес и шестерен, а также диаметральных размеров шкивов. Завершается расчет построением картины частот вращения и кинематической схемы привода.

В данной работе используется ступенчатое регулирование скорости привода главного движения.

Исходными данными для кинематического расчета привода главного движения являются:

- максимальная частота вращения шпинделя

- минимальная частота вращения шпинделя

- частота вращения двигателя  

- знаменатель геометрического ряда .

Кинематический расчет выполняется в следующем порядке:

1.  Определим диапазон регулирования скорости ;

2.  Определим число ступеней скорости механической части привода по выражению:

.

Получаем кинематическую структуру с совпадением части ступеней скорости.

3.  Принимаем кинематическую структуру:

4.  Характеристика группы передач:

5.  По установленным значениям φ и Z с учетом предпочтительных чисел выписываем стандартный ряд частот вращения шпинделя от nmin до nmax [6]: 63; 90; 125; 180; 250; 355; 500; 710; 1000; 1400.

6.  Строим картину частот вращения.

Построение выполняется с помощью программы "Кинематический расчет".

Исходные данные для построения картины частот представлены «в соответствии с рисунком 5.1». Полученная картина частот вращения шпинделя изображена «в соответствии с рисунком 5.2».

Рисунок 5.1 – Исходные данные.

Рисунок 5.2 – Картина распределения частот вращения шпинделя.