Практическая работа №5.

Тема: Расчет мощности и выбор двигателя главного привода токарного станка.

Цель: Произвести расчёт мощности двигателя главного привода токарного станка, выбрать тип электродвигателя, сечение провода, марку автоматического выключателя.

Материальное обеспечение:

1. Инструкция к практической работе.

2. Конспект лекций по дисциплине «Электрическое и электромеханическое оборудование».

3. Калькулятор.

Теоретическая часть: Для получения выгодной скорости резания следует иметь плавные ее изменения в диапазоне от 80:1 до 100:1. Малые скорости применяются для нарезания резьбы метчиками, обточки сварных швов и др.

Для главного привода рекомендуется применять:

• Асинхронные двигатели с КЗ-ротором.

• Многоскоростные асинхронные двигатели с КЗ-ротором применять целесообразно, когда требуется переключение скорости шпинделя на ходу.

• Двигатели постоянного тока:

- для тяжелых токарных и карусельных станков со ступенчато-плавным регулированием скорости.

Примечание — В этом случае коробка скоростей простая, имеет до трех зон регулирования скорости в диапазоне от 3:1 до 5:1 изменением магнитного потока двигателя. Обеспечивается плавный пуск с постоянным ускорением для изделий с большой массой. При отсутствии сети постоянного тока на объекте устанавливаются отдельные машинные («Г-Д») или статические («ТП-Д») преобразователи - для автоматизации станков со сложным циклом работы и бесступенчатым плавным регулированием скорости.

Для привода подач:

• Двигатели постоянного тока для современных тяжелых токарных и карусельных станков, включенные по системе ЭМУ-Д, ПМУ-Д или ТП-Д. Это широко регулируемый привод с изменением скорости двигателя в диапазоне от 100:1 до 200:1 и более.

Для вспомогательного привода:

• Асинхронные двигатели с КЗ-ротором (например, для ускоренного перемещения каретки суппорта, зажима изделия, насоса охлаждения).

Задание к работе: На основании исходных данных произвести расчет мощности электродвигателя станка. На основании произведенных расчетов и с учетом установленных оборотов двигателя n = 1500 об/мин, по справочным данным произвести выбор типа и мощности электродвигателя.

Рассчитать и выбрать автоматический выключатель для защиты ЭД, марку и сечения провода.

Указать все элементы, входящие в состав принципиальной электрической схемы управления электроприводом токарно – винторезного станка и дать им определение.

Порядок выполнения работы:

1. Изучить инструкцию к практической работе.

2. Произвести расчет.

3. Сделать вывод.

Содержание отчета:

1. Тема.

2. Цель.

3. Материальное обеспечение.

1. Исходные данные в соответствии с вариантом.

2. Расчетная часть.

1. Вывод.

Вопросы для самоконтроля:

1. Для эксплуатации в каких климатических условиях предназначен выбранный вами двигатель?

2. Какими преимуществами он обладает?

3. Когда целесообразно применять многоскоростные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором?

Таблица 7 – Исходные данные

Исходные расчетные параметры	№ варианта
	1	2	3	4	5	6	7	8		9	10
1.Вид обработки.	Черновое фрезерование плоскости
2.Обрабатываемый материал.	Сталь конструкционная углеродистая HB=350; ∂в=750МПа
3.Материал режущей части резца.	Твердый сплав Т15К6
4.Период стойкости резца	30	30	30	30	30	30	30	30		30	30
5.Начальный диаметр обработки, мм	60	80	100	120	140	50	70	90		110	130
6.Глубина резания t, мм.	4	5	6	7	8	4	5	6		7	8
7. Подача S, мм/обор.	0,39	0,61	0,78	0,7	0,61	0,39	0,61	0,78		0,7	0,61
8. КПД станка (ЭП главного движения)	0,77	0,77	0,77	0,77	0,77	0,77	0,77	0,77		0,77	0,77
9.Ряд частот вращения шпинделя станка, м/мин.	151	125	119	110	102	151	125		119	110	102
10.Ряд величин подач, мм/обор.	0.07; 0.074; 0.084; 0.097; 0.11; 0.12; 0.13; 0.14; 0.15; 0.17; 0.195; 0.21; 0.23; 0.26; 0.28; 0.3; 0.34; 0.39;0.43; 0.47; 0.52; 0.57; 0.61; 0.7; 0.78; 0.87; 0.95; 1.04.

Расчетные формулы для выполнения работы:

1. Резание при точении (усилие резания при снятии стружки) на токарном станке [кг]:

_{где: FZ – Усилие резания, преодолеваемое шпинделем, кг;}

_{СFz – коэффициент, характеризующий материал резца и вид токарной обработки. При наружном точении или растачивании изделий из углеродистой стали для твердосплавных резцов: CFz = 300; n = – 0,15;}

_{t – глубина резания (расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями), мм;}

_{S – подача резца (перемещение резца, приходящиеся на один оборот), мм/об;}

_{v – скорость резания, м/мин;}

_{xFz=1; yFz=0,75 – показатели степеней.}

2. Определяем мощность резания при точении [кВт]:

3. Определяем мощность двигателя [кВт]:

где: P_Z – мощность резания, кВт;

ɳ – КПД станка.

4. По справочнику выбираем марку двигателя и заполняем таблицу:

Марка двигателя	Pн. кВт	Uном. В	Iном. А	Iп/Iном.	n1 oб/мин	ɳ %	Cosφ	Sном. %	IP

5. Рассчитываем номинальный ток электродвигателя [A]:

6. По справочнику выбираем марку и сечение провода с резиновой и ПВХ изоляцией из негорючих материалов и заполняем таблицу:

Марка провода	Материал жилы	Максимально допустимая нагрузка на провод I, A	Сечение S,мм2

7. На основании полученных данных для защиты двигателя по справочнику выбираем, марку автоматического выключателя и заполняем таблицу:

Марка автоматического выключателя	Iн.р. [А]	Кратность уставки		Iоткл кА
		Ку (ТР)	Ку (ЭМР)

Примечание: для выбора аппаратов защиты в силовых сетях НН необходимо воспользоваться расчетными зависимостями:

Аппараты защиты	Линия без ЭД	Линия с одним ЭД	Линия с группой ЭД
1	2	3	4
Автоматы с комбинированным расцепителем
Предохранитель с плавкой вставкой

где:

I_М – максимальный расчетный ток в линии, А;

I₀ – ток отсечки, А;

I_ПУСК – ток пусковой ЭД, А, I_ПУСК=К_П∙I_Н.Д;

К_П – кратность пускового тока, при отсутствии данных принимается К_П(АД)=6,5;

I_ПИК – пиковый ток, А. Это наибольший ток, возникающий в линии, длительностью 1…2 с;

I_ПИК = I_{ПУСК.НБ} + I_М.ГР – I_Н.НБ ∙ К_И (в группе более 5 ЭД);

I_ПИК = I_{ПУСК.НБ} + I_М.ГР – I_Н.НБ (в группе до 5 ЭД включительно);

I_М.ГР – максимальный расчетный ток в группе, А;

I_{ПУСК.НБ}, I_Н.НБ – пусковой и номинальный токи наибольшего по мощности ЭД в группе, А;

α – коэффициент, учитывающий условия пуска, принимается: α = 1,6…2 (при тяжелом пуске, длительность > 2,5 с), α = 2,5 (при легком пуске, длительность ≤ 2 с).

Рисунок 5 – Принципиальная электрическая схема управления ЭП токарно – винторезного станка