Файл: Проект модернизации главного привода токарного патронноцентрового станка на базе станка с чпу модели 2А135.docx

2.3 Выбор типа электродвигателя и его характеристик

В каталоге асинхронных двигателей [2] выбираем электродвигатель, с номинальной мощностью в режиме близкой к заданной и самой меньшей частотой вращения с постоянной мощностью , в режиме :
двигатель 1PH7101-NF характеристики которого показаны на рис. 5.

Рис. 5. Зависимость мощности электродвигателя от частоты вращения

Определяем диапазон регулирования частот вращения электродвигателя с постоянной мощностью по формуле 3.1 [1]:



Минимальная частота вращения электродвигателя по формуле 3.2 [1]:



Принимаем и отмечаем это значение на графике
(рис. 6). На этой частоте вращения двигатель будет развивать мощность
, в чем легко убедится при помощи графика рис 5.

Диапазон регулирования электродвигателя с постоянным моментом составит (формула 3.3 [1]):



а его общий диапазон регулирования (формула 3.4 [1]):

2.4. Построение графика частот вращения привода
с бесступенчатым регулированием

Последовательность построения графика

1. Принимаем количество валов для бесступенчатого привода таким же, как и в ступенчатом базовом приводе базового станка (рис. 3), т.е. 5.

2. Выписываем числа стандартного ряда частот вращения шпинделя со знаменателем (прил. Б [1]). Всего 40 значений начиная с 1 и заканчивая 9500

---

.

При окончательном оформлении графика часть лишних нижних частот вращения удаляется.

3. Строим сетку будущего графика в виде 5 вертикальных линий – валов и 40 горизонтальных линий – частот вращения валов привода.

Напротив вала шпинделя ( вал) наносятся частоты вращения от 1 до 9500 , а на валу электродвигателя отмечаются ,
и . На рис. 6 частоты вращения 1…4,5 не обозначены, т.к. после построения графика они были удалены за ненадобностью.

При этом частоты вращения, которые не равны значениям стандартного ряда, отмечаются на графике в середине интервалов.

4. Назначаем места расположения групповых и одиночных передач в разрабатываемом приводе.

Из задания следует, что число ступеней частот вращения, обеспечиваемое механикой бесступенчатого привода, должно быть равно . Значит, в коробке скоростей необходим только один тройной блок шестерен.

В базовой коробке установлено два тройных блока расположенных на и валах. Лучи тройного блока на валу имеют наибольший наклон. Поэтому в нашем случае тройной блок следует оставить на валу, а одиночную передачу смонтировать между и валами взамен базового тройного блока.

5. Наносим на графике лучи линии минимальной редукции привода, соединяющий частоты и . Величина пока неизвестна, и поэтому нанесение лучей состоит из предварительного и окончательного этапов.

Лучи передаточных отношений понижающих пар между соответствующими валами предварительно наносятся на график. Наклон этих лучей должен быть таким же, как и на графике частот вращения базового привода. Следует заметить, что в нашем случае в базовом приводе

---

, поэтому для перевода значений необходимо использовать данные приведенные в табл. 2.

Таблица 2

	Количество интервалов
1,41	0,5	1	1,5	2	2,5	3	3,5	4
1,26	1	1,5	2	3	3,5	4,5	5	6
Передаточные отношения
		0,71		0,5		0,355		0,25

При наличии в приводе ременных передач из передаточные отношения
(а, значит, и наклон лучей) на начальном этапе построения графика следует принимать равными базовым, принимая во внимание табл. 2.

6. Наносим лучи повышающих передач, входящих в состав групповых зацеплений. При этом передаточные отношения повышающих передач следует принимать максимально большей величины на основе неравенства:



7. на завершающей стадии построения графика производим его коррекцию с целью обеспечения заданной частоты вращения . При наличии в приводе ременных передач это осуществляется изменением в допустимых пределах их передаточных отношений. При отсутствии ремней коррекция производится изменением передаточных отношений одиночных зубчатых пар.

Порядок построения графика



Это ременная передача. Используем передаточное отношение

---

. Соответственно на II валу предельные значения частот вращения с постоянной мощностью составят:



Отмечаем эти частоты вращения на графике. При этом точка 803 отмечается в середине интервала 750-950.



Заменяем тройной блок шестерен одиночной понижающей передачей. В базовом станке наименьшее передаточное отношение соответствует 3 интервалам (рис. 4). Поэтому из точек 3500 и 750 проводим лучи, ниспадающие на 4,5 интервала (в соотв. с табл. 2). На III валу эти лучи определят 2 точки: 1320 и 300 об/мин.



Здесь устанавливается одиночная понижающая передача. Принимаем ее передаточное отношение равным базовому . Проводим лучи из точек 1320 и 300 об/мин вниз на 1,5 интервала (в соотв. с табл. 2). На IV валу эти лучи определят 2 точки: 950 и 212 об/мин.



Как и в базовом станке здесь устанавливается тройной блок шестерн и поэтому из точек 950 и 212 об/мин обозначенных на IV валу исходят по три луча передаточных отношений.

Понижающие передаточные отношения и берем из базового станка. Проводим лучи в соответствии с табл. 2. Лучи повышающей передачи с целью получения наибольшего диапазона регулирования проводим вверх на пределе возможно, т.е. через 3 интервала. Таким образом частоты вращения на V валу составят: 1900, 670, 235, 425, 150 и 53 об/мин.



Наносим на графике штриховую линию, которая позволит определить минимальную частоту вращения шпинделя. Лучи этой линии проводятся из точки об/мин параллельно лучам линии, соединяющей отметки частот вращения и

---

об/мин.



Диапазон регулирования частот вращения шпинделя с постоянным моментом на графике частот вращения определяется автоматически


Диапазон регулирования с постоянной мощностью определяется отношением:



Полный диапазон регулирования частот вращения на шпинделе составит:





У базового станка (рис. 3) пределы частот вращения шпинделя составляют

и об/мин. Соответственно диапазон регулирования частот в базовом ступенчатом приводе составит , что существенно меньше , но и в разработанном бесступенчатом приводе. Очевидно, что в новом приводе диапазон регулирования частот вращения шпинделя с постоянной мощностью превосходит базовый более чем в два раза ( . Это позволит существенно расширить технологические возможности станка после его модернизации, повысить производительность и эффективность обработки. Также следует отметить, что практически 45% верхней части диапазона с постоянным моментом (в нашем случае, начиная с 53…1900 об/мин) является рабочей, так как на малых частотах вращения шпинделя полная мощность двигателя в универсальных станках обычно не используется.

Рис. 6. График частот вращения бесступенчатого привода главного движения станка мод. 2А135

3Выбор основных геометрических параметров станка
Построение кинематической схемы привода главного движения с бесступенчатым регулированием производится на основе кинематики привода базового станка (рис. 4) при помощи разработанного графика частот вращения (рис. 6). В первую очередь должны быть нанесены расстояния между осями валов, заимствованные из базового привода. Диаметры начальных окружностей зубчатых колес и диаметры шкивов должны строго соответствовать выбранному масштабу.

---