Электропривод стола продольно-строгального станка. Выбор системы электропривода и электродвигателя. Скоростная и упрощённая нагрузочная диаграммы электропривода

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П.О.СУХОГО

Факультет автоматизированных и информационных систем

Кафедра «Автоматизированный электропривод»

РАСЧЁТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

по дисциплине «Теория электропривода»

на тему: «ЭЛЕКТРОПРИВОД СТОЛА

ПРОДОЛЬНО-СТРОГАЛЬНОГО СТАНКА» 

Исполнитель:  студент гр. ЭП-41

Руководитель:

                               Дата проверки:                 ___________________

Дата допуска к защите:   ___________________

Дата защиты:                    ___________________

Оценка работы:                ___________________

Подписи членов комиссии по защите курсовой работы: _________________________________

Гомель 2010

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………………

1.  Технологическое описание механизма…………………………………...

2.  Диаграммы скорости и статических нагрузок……………………………

3.  Выбор системы электропривода и электродвигателя……………………

4.  Скоростная и упрощённая нагрузочная диаграммы электропривода…..

5.  Проверка электродвигателя………………………………………..............

6.  Выбор оборудования и расчёт параметров электропривода…………….

7.  Статические характеристики……………………………………………...

8.  Анализ переходных процессов……………………………………………

9.  Окончательная проверка электродвигателя……………………………...

10.  Энергетика электропривода……………………………………………….

11.  Схема управления………………………………………………………….

Заключение……………………………………………………………………...

Список литературы……………………………………………………..............

Введение

Широкое внедрение комплексной механизации и автоматизации производственных процессов, неуклонное сокращение во всех отраслях численности работников, занятых ручным трудом, особенно на вспомогательных и подсобных работах, являются одной из важнейших задач народного хозяйства.

В данном курсовом проекте требуется разработать электропривод стола продольно-строгального станка. Проектирование системы электропривода производственного механизма требует решение следующих задач: выбор системы электропривода и электродвигателя, выбор оборудования и расчёт параметров, расчёт энергетики для формирования требуемых статических и динамических характеристик.

1. Технологическое описание механизма

На основании задания на курсовое проектирование [1] к расчету принята кинематическая схема механизма, изображенная на рис.1.

Рис.1. Кинематическая схема главного привода продольно-строгального станка:

1 – деталь; 2 – стол; 3 – электродвигатель;

4 – редуктор; 5 – реечная шестерня; 6 – зубчатая рейка.

Масса стола с заготовкой m_с = 3520 кг; длина обрабатываемой поверхности l_з = 4,8 м; сила резания F = 17 кН; рабочая скорость прямого хода стола υ_р = 42 м/мин; скорость резания максимальная   υ_{р max} = 75 м/мин; скорость обратного хода стола υ₀ = 80 м/мин; шаг реечной шестерни t = 12 мм; передаточное число редуктора i_р = 4,84; КПД редуктора η_р = 0,96;   коэффициент трения в направляющих стола μ = 0,055; длинна хода стола          L_С = 5 м; момент инерции ЭД J_Д = 0,23 кг*м²; жесткость вала реечной шестерни                с_В = 5,32*10⁷  Н*м/рад; приведенный момент вращающихся масс                      J_ВМ = 0,116 кг*м²; число зубьев реечной шестерни Z = 11

2. Диаграмма скорости и статических нагрузок

Радиус приведения механизма:

где     t = 12 мм – шаг реечной шестерни;

Z = 11 – число зубьев реечной шестерни;

i_р = 4,84 – передаточное число редуктора;

Усилие при прямом ходе стола:

F_пр = F + µ·m_ст·g = 17000 + 0,055·3520·10 = 18940 Н.

где     F = 17 кН – сила резания;

µ = 0,055 – коэффициент трения в направляющих стола;

m_с = 3520 кг – масса стола с заготовкой.

Усилие при обратном ходе стола:

F_o = µ·m_ст·g = 0,055·3520·10 = 1936 Н.

Статический момент при прямом ходе стола:

где     η_р = 0,96 – КПД редуктора.

Статический момент при обратном ходе стола:

Расчетная длина перехода стола:

Δl = L_C - L_З = 5 - 4,8 = 0,2 м где     L_З = 4,8  м – длина обрабатываемой поверхности;

L_C = 5 м – длинна стола.

Линейные скорости на каждом участке работы:

– рабочая скорость прямого хода стола υ_р = 42 м/мин = 0,7 м/с;

– пониженная скорость υ_пон = 0,2* υ_р =8,4 м/мин = 0,14 м/с;

– скорость обратного хода стола υ_о = 80 м/мин = 1,33 м/с.

Время прямого хода:

Время движения на пониженной скорости:

Время обратного хода:

Рис.2. Диаграмма скорости и статических нагрузок.

3. Выбор системы электропривода и предварительный выбор электродвигателя

Выбираем систему электропривода: тиристорный преобразователь – двигатель.