МОДЕРНИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНОГО СТАНКА.

Электрический привод - это электромеханическое устройство, предназначенное для приведения в движение рабочих органов машин и управления их технологическими процессами, состоящее из передаточного, электродвигательного, преобразовательного и управляющего устройств.

Токарно-винторезный станок 1К62 предназначен для выполнения самых разнообразных токарных работ, в том числе для нарезания резьб: метрической, дюймовой, модульной, питчевой и архимедовой спирали с шагом 3/8", 7/16"; 8; 10 и 12 мм.

Условия эксплуатации станка — УХЛ-4 по ГОСТ 15150—69.

Токарный станок 1К62 имеет тепловые реле, которые осуществляют защиту двигателей от длительных перегрузок. Плавкие предохранители этого станка являются защитой от коротких замыканий.

Основные параметры станка - в соответствии с ГОСТ 18097. Станки токарно-винторезные и токарные. Основные размеры. Нормы точности.

1. 
   Наибольший диаметр заготовки типа Диск, обрабатываемой над станиной - Ø 400 мм
   
2. 
   Наибольший диаметр заготовки типа Вал, обрабатываемой над суппортом - Ø 220 мм
   
3. 
   Расстояние между центрами - 710, 1000, 1400 мм
   
4. 
   Высота центров - 215 мм
   
5. 
   Мощность электродвигателя – 11,125 кВт
   

1. Выбор двигателя

Двигатель постоянного тока независимого возбуждения.

Данные для построения диаграмм:

n₁ = 105 об/мин - частота вращения на 1 рабочей ступени,

t₁ = 80 с - время работы на 1 ступени,

n₂ = -75 об/мин - частота вращения на 2 ступени,

t₂ = 40 с - время работы на 2 ступени,

t₀ = 120 с - время паузы.

Нагрузка имеет реактивный характер, т.е. момент меняет свой знак при изменении направления вращения машины.

М_мех. = 1500 Н м - момент нагрузки (механизма) на валу двигателя,

η_перед. = 0,97 - коэффициент полезного действия передачи,

Ј_мех. = 60 кг м2 - момент инерции механизма.

1.1. Построение тахограммы и нагрузочной диаграммы производственного механизма.

---

Рис.3.1 Тахограмма производственного механизма.



Рис.2 Нагрузочная диаграмма производственного механизма

1.2. Расчет мощности электродвигателя и выбор его по каталогу

Определяем продолжительность включения:

%

Выбираем стандартное (15%, 25%, 40%) значение продолжительности включения: ПВ_кат =40%

Определим диапазон регулирования:



Определяем среднеквадратичное значение мощности за время работы на основании тахограммы и нагрузочной диаграмм:

кВт,

где m - число рабочих участков в цикле;

- время работы на i-м участке цикла;

- коэффициент ухудшения теплоотдачи на i-м участке цикла;

- мощность нагрузки на валу механизма на i-м участке цикла.

Определение значений угловых скоростей по ступеням:

рад/с,

рад/с.

Определение мощности на i-м участке работы:

первая ступень

кВт,

вторая ступень

кВт.

Определим коэффициенты ухудшения теплоотдачи по ступеням по выражению:

,

где - коэффициент ухудшения теплоотдачи при неподвижном якоре (роторе), принимаемый для двигателей закрытого исполнения без принудительного охлаждения β₀ = 0.95;

Для первого участка

,

Для второго участка

.

Среднеквадратичное значение мощности:

.

Производим пересчет среднеквадратичной мощности двигателя на выбранное стандартное значение ПВ=40%

---

кВт,

Определяем расчетную мощность электрического двигателя:



где k_З = (1.1÷1.3) - коэффициент запаса;

η_мех - КПД передачи при n_макс,

Принимаем k_З=1.2.

кВт.

Выбираем двигатель постоянного тока с независимым возбуждением, имеющий следующие паспортные данные (табл.3.1).

Таблица 3.1.

Тип	UH, В	РН, кВт	nН, об/мин	IH, A
Д-32	220	9.5	800	51

Определим передаточное отношение редуктора:

,

где - номинальная угловая скорость вращения двигателя.

В нашем случае:

.

i_{р. ст} =10

2.Расчёт и построение естественных механических и электромеханических характеристик двигателя

Определяем сопротивление якоря горячее:

Ом,

где τ - перегрев обмоток двигателя относительно начальной температуры (15°С), град. Принимаем τ = 75°С.

Определяем коэффициент полезного действия при номинальной нагрузке:

.

Определяем коэффициент ЭДС двигателя

.

Определяем номинальный момент на валу двигателя

Н·м.

Определяем электромагнитный момент, соответствующий номинальному току:

Н·м.

Определяем момент трения на валу электродвигателя

Н·м.

Рассчитываем скорость идеального холостого хода

рад/с.

Определяем скорость вращения по ступеням

---

, , или

,

.

Определяем момент статический по ступеням.

В 1 квадранте (двигательный режим работы) момент ступени определяется по выражению

М’ _с1= М’ _с2=М _max/i_{ст. р}∙η _мех=1500/10∙0.97=154.6Н·м.

М _с1= М _с2= М’ _с1 + М _{с. дв}=154.6+8.9=163.5 Н·м.

Проведем расчет естественных электромеханической ω=f (I) и механической ω=f (М) характеристик двигателя (рис.3).

Выражения для расчета электромеханической и механической характеристик имеют вид

, .

Расчетные данные сведем в таблицу 3.2.

Таблица 3.2.

I, A	0	Iн =51	2· Iн=102
M, Н·м	0	122.4	244.8
ω, рад/с	91.67	83.97	76.2

Рисунок.3.3. Естественная электромеханическая ω=f (I) характеристика двигателя.



Рисунок.3.4. Естественная механическая ω=f (М) характеристика двигателя.

3.Выбор способа пуска и регулирования скорости в пределах цикла

Определяем наибольший пусковые ток и наибольший момент.

I_пуск = (1.5÷2) ∙I_н =2∙ I_н =2∙51=102 А,

М _пуск =с∙ I_пуск =2.4∙51=244.Н·м.

Определяем ток и момент переключения из условия

I_пер =1.2∙ I_н =1.2∙51=61.2 А,

Н·м.

Определяем необходимые сопротивления якорной цепи для пусковых и рабочих ступеней характеристик:



В момент пуска ω=0, следовательно:

R_{я. пуск 1}=U_н/ I_пуск =220/102=2.15Ом,

Требуемое добавочное сопротивление якорной цепи для первой ступени пусковой характеристики равно:

---

Ом.ий привод двигатель механизм

Сопротивление второй ступени пусковой характеристики выбираем из соображения получения симметричной пусковой диаграммы

,

,

R_{я. пуск 2} =3,012 Ом.

Ом.

Для рабочих ступеней:

Для первой рабочей ступени при моменте нагрузки М_с1=163,5 Н·м необходимо обеспечить скорость ω_и1=-41.876 рад/с. Добавочное сопротивление ступени определяется из выражения

,



R_{я. ст1}=4,7 Ом.

Ом.

Для второй рабочей ступени при моменте нагрузки М_с2=163,5 Н·м необходимо обеспечить скорость ω_и2= 63,73 рад/с. Добавочное сопротивление ступени определяется из выражения

,



Ом.

Ом.

Для полученных значений добавочных сопротивлений построим рабочие механические характеристики по ступеням. Расчетные данные сведем в табл.3.3.

Таблица 3.3.

Пусковая характеристика 1 ступень
М, Н·м	0	Мпер=146,88	Мпуск=244
ω, рад/с	91,6	-36	0
Пусковая характеристика 2 ступень
М, Н·м	0	Мпер=146,88	Мпуск=244
ω, рад/с	91,6	-64	-36
Первая рабочая ступень
М, Н·м	0	М ст1 =163,5	М пуск =244
ω, рад/с	91,6	41,876	-64
Вторая рабочая ступень
М, Н·м	91,6	163,5		163,5
ω, рад/с	-108	63,73		63,73

---

Смотрите также файлы

• Контрольная работа по дисциплине Метрология, стандартизация, сертификация и управление качеством.docx

• 6. Варианты контрольной работы.doc

• Нт гражданской защиты и пожарной безопасности ямалоненецкого автономного округа государственное учреждение дополнительного профессионального образования.pdf

• Ростовской области. Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение ростовской области.docx

• Лекция Аксиомы статики. Связи и их реакции. В данной лекции рассматриваются следующие вопросы.pdf