Проектирование металлорежущего станка, предназначенного для обработки деталей типа «гайка», страница 11

4.3 Анализ полученных эксплуатационных и технических характеристик

Рекомендуемые границы значений эксплуатационных характеристик, полученные на первом этапе их оптимизации, изображены на рис. 4.1, 4.2, 4.3. Однако предельные значения характеристик не согласуются со стандартным рядом чисел. Необходима корректировка границ. Граничные значения момента резания 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 АИ модель Р80В2

При коэффициенте полезного действия механической части привода, равном 0,85 эффективная мощность:

N_эф = 2,2 • 0,85 = 1,87 кВт                  

По итогам всех расчетов и учитывая проведенные корректировки, с помощью программы "Prog TX" строим суммарную функцию распределения (рисунок 4.4).

Скорректированные значения технических характеристик обеспечивают 98,1% 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.

               Цель расчета - разработка структуры привода главного движения (ПГД), распределение передаточных отношений между кинематическими группами и их оптимизация с последующим подбором числа зубьев колес и шестерен всех передач и диаметральных размеров шкивов. Завершается расчет построением наиболее рационального варианта картины частот вращения и кинематической схемы привода.

Основными исходными данными для кинематического расчета привода главного движения являются:

-  диапазон регулирования скорости ;

-  максимальная частота вращения шпинделя n_max= 2000 ^об/_мин;

-  минимальная частота вращения шпинделя n_min= 90 ^об/_мин;

-  мощность привода N_п =1,87 кВт;

Кинематический расчет выполняется в следующем порядке:

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

где Dn = 22,2 – диапазон регулирования привода,

       φ=1,41- знаменатель геометрического ряда частот вращения.

 .

               Ввиду малого технического ресурса станка (10000ч.), типа производства (единичное), а также, исходя из полученных эксплуатационных характеристик (рис. 4.4) использование кинематической структуры с совпадением части ступеней скорости нецелесообразно. Принимаем нормальную множительную кинематическую структуру (Z=12), расширив тем самым диапазон частот вращения шпинделя. 

2.  Найдем передаточные отношения передач. При оформлении картины частот вращения сетку нанесем с шагом φ=1,41.

3.  По установленным значениям φ и Z с учетом предпочтительных чисел выписываем стандартный ряд частот вращения шпинделя от n_min до n_max [4]: 63; 90; 125; 180; 250; 355; 500; 710; 1000; 1400; 2000; 2800

В качестве конструктивных рассмотрим  два варианта:

Z=1^.3₁^.2₂^.2₃ – для односкоростного двигателя АИР80В2 (n_с=3000 ^об/_мин , s=0.05)

Z=1^.3₁^.2₂^.2₃ – для односкоростного двигателя АИР90L4 (n_с=1500 ^об/_мин , s=0.07)

          Построим сетки частот вращения для принятых вариантов на рисунок 5.1, рисунок 5.2, рисунок 5.3.