Файл: КП. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов.pdf

21 

Время

поворота

корпуса

к

месту

выгрузки

и

к

исходному

положению

принимаем

6

8

t =t =15c

, 

время

выгрузки

7

t =3c

. 

9-

й

участок

 (

пуск

ЭД

до

скорости

 V

ОП

): 

9

ΠϠ1

9

ΠÏ

MAX

S =V t /2;

t =V /a

.







 (3.10) 

10-

й

участок

 (

опускание

ковша

, 

α

=75°-0 ): 

10

K

4

10

10

ΠÏ

S =2

R

/360;

t =S /V .

π

α

⋅ ⋅







 (3.11) 

11-

й

участок

 (

торможение

ЭД

): 

11

9

11

9

t =t ;S =S .

 (3.12) 

Время

цикла

: 

i=11

Ö

i

i=1

T =

t .

Σ

  (3.13) 

Моменты

инерции

, 

как

усилия

сопротивления

, 

зависят

от

угла

копания

α

. 

В

первом

приближении

для

пустого

и

нагруженного

ковша

принимаем

: 

2

P

K

Ø

1

ÄÂ

2

(m +m )R

J =J +

;

i

 (3.14) 

2

P

K

ãð

Ø

2

ÄÂ

2

(m +m +m )R

J =J +

.

i

(3.15) 

Далее

, 

в

соответствии

с

указаниями

по

п

.1, 

определяем

динамические

моменты

  M

g1

, 

строим

нагрузочную

диаграмму

, 

производим

уточненный

выбор

ЭД

; 

разрабатываем

систему

управления

, 

рассчитываем

ее

параметры

, 

строим

статические

и

динамические

характеристики

. 

2.4 

Автоматизированный

электропривод

продольно

-

строгального

станка

2.4.1 

Описание

установки

Расположение

механизмов

станка

приведено

на

рис

. 4.1. 

Плоские

поверхности

типа

  «

плита

» 

обрабатываются

строганием

. 

При

рабочем

ходе

стола

, 

резцом

снимается

стружка

глубиной

 h 

и

шириной

 b (

см

. 

рис

. 4.2), 

возврат

в

исходное

положение

производится

на

скорости

быстрого

хода

  V

бх

при

поднятом

резце

; 

одновременно

осуществляется

поперечное

смещение

по

координате

 Y 

на

величину

шага

строгания

 b.  

После

установки

детали

на

стол

  (

см

. 

рис

. 4.3), 

закрепления

резца

на

суппорте

, 

настройки

станка

  (

установка

длины

прохода

 l, 

величины

шага

строгания

 b, 

рабочей

скорости

  V

P

) 

производится

запуск

станка

, 

при

этом

реализуются

циклы

: 

разгон

стола

до

скорости

резания

  V

P 

(

интервал

 t

1

) 

подход

к

детали

 (t

2

). 

строгание

 (t

3

), 

перебег

 (t

4

), 

реверс

стола

до

скорости

быстрого

хода

V

бх

(t

5

и

 t

6

), 

возврат

в

исходное

положение

 (t

7

), 

торможение

стола

 (t

8

). 

22 

Рис

. 4.1. 

Общий

вид

продольно

-

строгального

станка

: 1 - 

станица

; 2 - 

стойки

; 3 - 

стол

;  

4 - 

деталь

; 5,6 - 

подвижная

и

неподвижная

поперечины

; 7 - 

сани

; 8 - 

суппорт

; 9,10,11,12 – 

электро

- 

двигатели

подачи

стола

, 

суппорта

, 

саней

, 

поперечины

Рис

. 4.2. 

Сечение

срезаемого

слоя

при

строгании

Рис

. 4.3. 

Тахограмма

и

нагрузочная

диаграмма

электропривода

стола

23 

Управление

электроприводами

может

производится

в

автоматическом

режиме

с

непрерывным

отсчетом

перемещений

по

датчикам

пути

от

системы

ЧПУ

или

в

полуавтоматическом

режиме

с

контролем

перемещений

по

путевым

конечным

выключателям

от

системы

циклового

логического

управления

. 

Схема

управления

должна

обеспечивать

следущие

режимы

: 

а

) 

Нормальная

работа

- 

строгание

в

полуавтоматическом

или

автоматическом

режиме

; 

б

) 

управление

электроприводами

на

холостом

ходу

с

регулированием

скорости

в

ручном

режиме

; 

в

) 

аварийное

торможение

при

нагрузках

и

исчезновении

питания

; 

г

) 

ограничение

ходов

механизмов

; 

д

) 

блокировки

аварийных

режимов

и

их

индикацию

. 

Цикл

работы

привода

подачи

стола

станка

состоит

из

интервала

времени

t

1

- t

8

по

рис

. 4.3. 

2.4.2. 

Исходные

данные

Таблица

 4 

№

по

списку

№

варианта

m

СТ

, 

Т

m

g

, 

Т

V

P

, 

м

/

с

V

бх

, 

м

/

с

L, 

м

bxh, 

мм

t

в

, 

мм

η

в

, 

м

1  2  3 4 5 6 7 8 9 10 
4 

1  2,0 1,0 0,5 1,0 2,0 3

х

2 20 0,95 

8 

2  2,8 1,4 0,5 1,0 2,5 4

х

2 20 0,95 

12 

3  3,2 2,0 0,6 1,2 3,0 5

х

3 25 0,92 

16 

4  4,0 2,5 0,6 1,2 3,5 6

х

3 25 0,92 

20 

5  4,8 4,0 0,7 1,4 4,0 6

х

4 40 0,88 

24 

6  6,0 5,0 0,7 1,4 5,0 7

х

4 40 0,88 

Здесь

: m

СТ

и

 m

g

 –

масса

стола

и

детали

; L- 

длина

детали

; b,h – 

ширина

 (

шаг

строгания

) 

и

глубина

резания

; t

в

- 

шаг

винта

; 

η

в

- 

КПД

винта

. 

Общие

данные

: 

µ

=0,08- 

коэффициент

сухого

трения

в

направляющих

скольжения

; 

3

êÍ ñ

b

ì

=

- 

коэффициент

вязкого

трения

; 

2

/

0,8

F

P

êÍ ñ

C

F bh

ì ì

=

=

- 

удельный

коэффициент

резания

; 

0,5

N

K

=

- 

коэффициент

нормальной

составляющей

усилия

резания

. 

2.4.3 

Методические

указания

Усилие

резания

: 

P

F

F =C bh.

(4.1) 

Нормальная

составляющая

резания

, 

перпендикулярная

плоскости

стола

: 

N

N

P

F =K

F .

⋅

(4.2) 

24 

Суммарный

вес

стола

с

деталью

: 

CT

g

Q=g(m +m ).   

(4.3) 

Усилие

сопротивления

на

быстром

ходу

: 

Cáõ

áõ

F = Q+bV .

µ

(4.4) 

Усилие

сопротивления

при

резании

: 

CP

P

N

P

F =F + (Q+F )+bV .

µ

(4.5) 

Определяем

мощность

при

резании

P

CP

P

P =F V

и

на

быстром

ходу

áõ

Cáõ

áõ

P =F V

и

по

наибольшей

из

этих

мощностей

выбираем

ЭД

, 

номинальную

угловую

скорость

Í

ω

, 

момент

инерции

ÄÂ

J , 

КПД

ÄÂ

η

, 

перегрузочную

способность

по

току

 i

λ

. 

Т

.

к

. 

реализация

скорости

áõ

V

обычно

производится

при

регулировании

двигателя

при

 P=const , 

то

необходимо

выбрать

ЭД

с

 2-

х

зонным

регулированием

с

диапазоном

во

 2-

й

зоне

max

áõ

ã

H

â

V

P =

.

t

ω

ω

≥

Угловая

скорость

винта

при

резании

: 

P

â

2 V

1000

.

t

â

π

ω

=

(4.6) 

Передаточное

число

редуктора

: 

H

i=

/ .

â

ω ω

(4.7) 

КПД

редуктора

P

η

определяем

в

соответствии

с

указаниями

п

.1. 

Общий

КПД

механизма

подачи

стола

: 

1

.

â P

η η η

=

(4.8) 

Номинальный

момент

ЭД

в

 1-

й

зоне

регулирования

: 

H

H

H

M =P /

.

ω

(4.9) 

Пусковой

момент

ЭД

в

 1-

й

зоне

: 

Ï

i

H

M = M .

λ

(4.10) 

Значения

 M

H

и

 M

П

во

 2-

й

зоне

обратно

пропорциональны

отношению

(

ω

>

ω

н

)/

ω

н

или

уменьшаются

прямо

пропорционально

изменению

потока

возбуждения

ЭД

. 

Моменты

сопротивления

при

резании

 (

М

3

по

рис

. 4.3) 

и

на

быстром

ходу

(

М

7

по

рис

. 4.3): 

CP â

3

1 F t

M =

;

2

1000

π

⋅

(4.11) 

Cáõ â

7

1 F t

M =

;

2

1000

π

⋅

(4.12) 

Приведенный

момент

инерции

привода

подачи

стола

: 

2

'

â

'

ÄÂ

ñò

g

t

J =J +(m +m )

.

2000

i

π









⋅





(4.13) 

25 

Время

разгона

привода

в

 1-

й

зоне

: 

'
'

H

1

Ï

ñò

âò

J

t

,

M -M -0,5M

ω

=

(4.14) 

где

М

ст

, 

М

вт

 – 

приведенные

к

ЭД

моменты

сухого

и

вязкого

трения

при

 V=V

P

. 

Угловое

ускорение

при

разгоне

: 

1

H 1

/t .

ε ω

=

(4.15) 

Динамический

момент

: 

'

g1

1 '

M = J .

ε

(4.16) 

Путь

разгона

: 

P 1

1

V t

S =

.

2

(4.17) 

Пути

перебега

 (

2

S

и

4

S

по

рис

. 4.3) 

принимаем

2

4

1

0,5

S

S

S

=

=

, 

тогда

: 

2

2

4

P

S

t =t =

.

V

(4.18) 

Время

прохода

при

строгании

: 

3

P

L

t =

.

V

(4.19) 

Время

торможения

привода

: 

'

1 H

5

Ï

ñò

âò

J

t =

.

M +M +M

ω

(4.20) 

Время

разгона

привода

до

скорости

ω

вх

 (

интервал

 t

6

по

рис

. 4.3) 

следует

разбить

на

два

участка

: 

'
6

1

t =t - 

участок

разгона

до

скорости

H

P

=

(V=V )

ω ω

и

участок

"

6

t  

разгона

со

скорости

H

P

(V=V )

ω

до

max

áõ

(V=V )

ω

: 

'

"

1

max

H

6

Ï

ñò

âò

J (

-

)

t =

.

0,75M -M -M

ω

ω

(4.21) 

Время

возврата

в

исходную

позицию

по

скорости

 V

бх

: 

2

57

áõ

L+2S

t =

.

V

(4.22) 

Время

торможения

 t

8

так

же

разделяем

на

 2 

участка

: 

'

"

1

max

H

8

Ï

ñò

âò

J (

-

)

t =

;

0,75M +M +M

ω

ω

(4.23) 

'
8

5

t =t .  

(4.24) 

Далее

, 

в

соответствии

с

указаниями

по

п

.1, 

строим

нагрузочную

диаграмму

, 

производим

уточненный

выбор

ЭД

, 

разрабатываем

систему

управления

, 

рассчитываем

ее

параметры

, 

строим

статические

и

динамические

характеристики

.