Тема 1.4 Электрическое и электромеханическое оборудование

Предприятий черной металлургии

Практическое занятие № 52

Расчет электропривода токарного станка

Формируемая компетенция:

ПК 1.1. Выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования.

Цель работы:

1. Повторить теоретический материал.

2. Освоить методику расчета электропривода токарного станка

Выполнив работу, Вы будете:

уметь:

- определять электроэнергетические параметры электрических машин и аппаратов, электротехнических устройств и систем;

- организовывать и выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования;

Материальное обеспечение:

калькулятор, конспект лекций, справочник

Задание:

1.Рассчитать и выбрать двигатель главного привода станка

2.Определить скорость подачи V_П, м/мин и технологическое время обработки детали t_М, мин

3.Определить потери мощности станка при мощности резания P_Z = 0,5 P_ZНОМ

Краткие теоретические сведения:

Токарные станки предназначены для обработки наружных и внутренних цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезания резьб и обработки торцовых поверхностей деталей типа тел вращения с помощью разнообразных резцов, свёрл, зенкеров, развёрток, метчиков и плашек.

Токарно-винторезный станок предназначен для выполнения разнообразных токарных и винторезных работ по чёрным и цветным металлам, включая точение конусов, нарезание метрической, модульной, дюймовой и питчевых резьб.

Токарно-винторезные станки являются наиболее универсальными станками токарной группы и используются главным образом в условиях единичного и мелкосерийного производства.. Основными узлами станка являются:

- станина, на которой монтируются все механизмы станка;

- передняя (шпиндельная) бабка, в которой размещаются коробка скоростей, шпиндель и другие элементы;

- коробка подач, передающая с необходимым соотношением движение от шпинделя к суппорту (с помощью ходового винта при нарезании резьбы или ходового валика при обработке других поверхностей);

- фартук, в котором преобразуется вращение винта или валика в поступательное движение суппорта с инструментом;

- в пиноли задней бабки может быть установлен центр для поддержки обрабатываемой детали или стержневой инструмент (сверло, развертка и т. п.) для обработки центрального отверстия в детали, закрепленной в патроне;

- суппорт служит для закрепления режущего инструмента и сообщения ему движений подачи.

Требования к электроприводу токарных станков

1. Диапазон регулирования частоты вращения шпинделя токарных станков достигает (80 - 100): 1.

2. Плавность изменения скорости с тем, чтобы во всех случаях обеспечить наиболее выгодную скорость резания.

3. Характер нагрузки - для станков токарной группы, в которых главное движение является вращательным, требуется обычно постоянство: мощности в большей части диапазона изменения скоростей и только в области малых скоростей постоянство момента (рис. 4). Малые частоты вращения предназначаются для специфических видов обработки: нарезания резьбы метчиками, обточки сварных швов и др.

4. Механические характеристики двигателей главных приводов должны быть жесткими.

5.Перепад угловой скорости при изменении нагрузки на валу двигателя от холостого хода до номинальной не должен превышать 5-10%.

6. Режим работы – длительный с редкими пусками.

Выбор системы приводов

Главные приводы

Основным типом привода является привод от трехфазного асинхронного короткозамкнутого двигателя, простого в управлении, надежного и удобного в эксплуатации. Асинхронный двигатель конструктивно хорошо сочетается с коробкой скоростей станка. Регулирование частоты вращения шпинделя станка в таком приводе осуществляется путем переключений шестерен коробки скоростей или изменением числа пар полюсов.

Приводы подачи

Применяются следующие типы приводов подачи:

1) от главного привода через механическую передачу;

2) от отдельного электродвигателя;

3) от гидропривода.

Вспомогательные приводы

применяются отдельные короткозамкнутые асинхронные двигатели.

Порядок выполнения работы:

1.Рассчитать и выбрать двигатель главного привода станка в соответствии с заданным вариантом по таблице 70.

2.Определить скорость подачи V_П, м/мин и технологическое время обработки детали t_М, мин

3.Определить потери мощности станка при мощности резания P_Z = 0,5 P_ZНОМ

Ход работы:

Алгоритм расчета

Скорость резания V_Z, м/мин

где С_V – cкоростной коэффициент обработки материала, отн. ед. принимается по таблице 67, С_V = 75;

Х_V, Y_V, m_V – показатели степени принимаются по таблице 67, Х_V = __ Y_V = __ m_V = ___;

T - стойкость инструмента принимается по таблице 67, T =___ мин

Усилие резания F_Z, Н

где С_F – силовой коэффициент обработки материала, отн. ед. принимается по таблице 68, С_F = ___;

Х_F, Y_F, n_F – показатели степени принимаются по таблице 67, Х_F = ___ Y_F = ___ n_F = __;

S – подача на максимальной производительности принимается по таблице 69, S = ____ мм/об для резца ___ мм;

Мощность резания P_Z, кВт

Расчетная мощность двигателя Р_ДР, кВт

где η_СТ – КПД главного привода при полной нагрузке, отн.ед., η_СТ =0,7…0,8

Согласно условия Р_НОМ ≥ Р_ДР выбирается асинхронный двигатель типа _______________

Р_НОМ = ___ кВт

КПД = ___ %

U_НОМ = 380 В

S_НОМ = ___%

cosφ = ___

М_П/М_НОМ = ___

М_МАХ/М_НОМ = ___

М_МИН/М_НОМ = ___

J_Д = _______ кг м²

Таблица 67 – Скоростные коэффициенты и показатели степени при обработке на токарном станке резцами из быстрорежущей стали

Таблица 68 – Силовые коэффициенты и показатели степени при обработке на токарном станке резцами из быстрорежущей стали

Таблица 69 – Подача (S, мм/об) при обработке на токарном станке резцами из быстрорежущей стали

Суммарное усилие подачи суппорта с резцом F_П, Н

где F_X, F_Y – усилие осевое и радиальное, Н

μ – коэффициент трения в направляющих , отн. ед., μ = 0,05…0,08

Мощность подачи Р_П, кВт

Скорость подачи Vп, м/мин

Технологическое время обработки детали t_М, мин

где – n_ШП – частота вращения шпинделя, об/мин

где d – диаметр инструмента – ширина резца, d =___ мм

Потери мощности станка при мощности резания P_Z = 0,5 P_ZНОМ ΔР_СТ.Н, кВт

где а и b – коэффициенты постоянных и переменных потерь, а = 0,2; b = 0,13

Форма представления результата:

Работа в тетради. Ответы на контрольные вопросы:

1. Укажите назначение токарных станков

2. Укажите назначение токарно-винторезного станка

3. Перечислите основные узлы токарно-винторезного станка

4. Перечислите основные требования к электроприводу

5. Укажите типы приводов для главного движения и движения подачи

Таблица 70 – Исходные данные для расчета