Технические характеристики механизма. Требования к САУ электропривода. Процесс обработки на продольно строгальном станке

1.  Технические характеристики механизма. Требования к САУ электропривода

В группу строгальных станков входят поперечно- и продольно-строгальные станки. Характерная особенность – возвратно поступательное перемещение резца или детали с режимом строгания или прямом ходе и осуществление поперечной подачи после каждого одинарного или двойного хода резца или детали.

Процесс обработки детали на продольно-строгальном станке поясняет рис. 1. Снятие стружки происходит в течение рабочего (прямого) хода, при обратном движении резец поднят, а стол перемещается на повышенной скорости. Подача резца производится периодически от индивидуального привода во время холостого хода стола в прямом направлении. Поскольку при строгании резец испытывает ударную нагрузку, то значения максимальных скоростей, строгания не превосходят 75-120 м/мин (в отличие от скоростей точения и шлифования 2000 м/мин и более). Под скоростью строгания (резания) понимают линейную скорость U_пр перемещения закрепленной на столе детали относительно неподвижного резца на интервале рабочего хода стола. При этом скорость входа резца в металл и скорость выхода резца из металла в сравнении со скоростью строгания ограничиваются до 40 % и менее в зависимости от обрабатываемого материала, чтобы избежать скалывания кромки. Указанные обстоятельства ограничивают производительность и для ее повышения остается только сократить непроизводительное время движения: обратный ход осуществляется на повышенной скорости U_об > U_пр, а пускотормозные режимы при реверсе принимают допустимо минимальной продолжительности. Применяют двух- и одно-зонное управление скоростью.

Рисунок 1

Процесс обработки на продольно строгальном станке

К электроприводу и схеме управления предъявляются требования:

-   главный привод станка должен быть реверсивным, чтобы обеспечивать перемещение стола в обе стороны. Диапазон регулирования скорости D=15÷40, при постоянной мощности.

-   заданная скорость  привода должна поддерживаться автоматически во всём диапазоне с точностью до ±5% при изменении нагрузки от 0,1 до 1,25 от номинального момента.

-   для главного привода продольно-строгальных станков целесообразно использовать двигатели, обладающих повышенной перегрузочной способностью и пониженным моментом инерции. Также двигатели могут обеспечивать меньшее время пуска и торможения. Для выполнения указанных требований в главном приводе продольно-строгальных станков используют, как правило, двигатели постоянного тока.

-   привод должен обеспечивать скорость рабочего хода 75-100 м/мин, а скорость обратного хода значительно больше скорости резания.

2.  Выбор системы ЭП и типоразмера ЭД

          Правильный выбор системы регулирования связан с технико-экономическим анализом нескольких вариантов систем.

          Реостатное регулирование не подходит в связи с ограничением диапазона регулирования и большими потерями на добавочном сопротивлении.

          Частотное регулирование также не подходит из-за ограниченного диапазона (D<10). Из-за необходимости вводить специальные устройства ограничения тока якоря, отказываемся от одноконтурной системы постоянного тока.

          Выбираем систему постоянного тока, двухзонную подчинённого регулирования с подчинёнными контурами тока возбуждения и тока якоря.

          Выбираем ЭД постоянного тока независимого возбуждения серии 2ПФ:

2ПФ250МГУХЛ4 [1, стр 386]

Исходные данные ЭД:

Со встроенным мотор-вентилятором и тахогенератором типа ТС-1.

Рассчитаем параметры ЭД:

Номинальный ток якоря:

      А

Номинальная частота вращения двигателя:

     рад/с

3.  Выбор силового оборудования и расчёт параметров электропривода.

Приведённые к рабочей температуре сопротивления:

 Ом.

где R_яд – сопротивления обмотки якоря;

      R_дп – сопротивление обмотки добавочных полюсов;

      α=3,9∙10^-3