Что обозначает pz в формуле мощности привода главного движения

Мощность электродвигателей главного движения

Силовая характеристика.

Силовые параметры процесса резания – усилия резания и мощность резания обеспечиваются механизмами станка.

Мощность электродвигателей характеризует возможность станка обеспечить требуемые нагрузки.

гдеN_э – мощность затрачиваемая на резание; N_х – мощность холостого хода; η – КПД цепей, связывающих двигатель с рабочими органами станка.

Величина η при предварительных расчетах принимается:

η = 0,7 ¸0,85–для станков с вращающимся главным движением.

η = 0,6 ¸0,7–для станков с возвратно-поступательным главным движением.

N_х – это мощность, затрачиваемая источником энергии на вращение привода при отсутствии полезной нагрузки.

Эта мощность затрачивается:

1) На работу сил трения в опорах, возникающих под действием :

a. веса движущихся частей

b. предварительного натяжения ременных передач и подшипников

c. различного рода перекосов валов в подшипниках, являющихся результатом неизбежных отклонений при обработке и сборке деталей привода.

d. центробежных сих, появляющихся вследствие дисбаланса быстровращающихся деталей

e. динамических нагрузок, возникающих из-за ошибок изготовления зубчатых колёс и других элементов.

2) На работу сил трения, возникающих в уплотнениях подшипников и других элементов.

3) На работу сил трения в зубчатых колёсах, возникающих вследствие ошибок изготовления зубчатых колёс и других причин.

4) На работу сил трения, возникающих между дисками расцеплённых фрикционных муфт.

5) На перемещение масла в масляной ванне.

6) На аэродинамические потери в подшипниках качения и быстровращающихся деталях.

Точное расчетное определение N_x при различных скоростях шпинделя является весьма затруднительным, поэтому для приближенных расчетов используют формулу:

где K_м = 3 ¸ 6 (меньшие значения для простых схем) – коэффициент, характеризующий конструкцию элементов привода и качества изготовления;

d_ср – средний диаметр всех промежуточных валов привода (см);

d_шп – диаметр шпинделя в передней опоре (см);

К_шп – коэффициент, учитывающий дополнительные потери в шпиндельном узле; при подшипниках скольжения К_шп = 2; при подшипниках качения К_шп = 1,5.

Эффективная мощность резания.

кВт

мощность на мощность на

вращение детали подачу

P_z – тангенциальная составляющая усилия резания (кг);

V – скорость резания (м/мин);

S_м – минутная подача (мм/мин);

Р_т – тяговая сила подачи (кг);

Затраты мощности на подачу невелики:

— для токарных станков и револьверных – 3 ¸4 % от мощности привода главного движения

— для сверлильных станков – 4 ¸5 %

— для фрезерных станков – 15 ¸20 %

При отдельных двигателях для главного движения и подачи, необходимую мощность подсчитывают отдельно.

Вообще тяговую силу Р_т можно определить по формулам, данным в нормали станкостроения Н48-61.

Для продольных суппортов токарных станков с призматическими или комбинированными направляющими:

Р_т = kР_х + f ‘(Р_z + G)

Для продольных суппортов токарных и револьверных станков и столов фрезерных станков с прямоугольными направляющими:

Р_т = kР_х + f ‘(Р_z + Р_y + G)

Для столов фрезерных станков с направляющими в форме ласточкиного хвоста:

Р_т = kР_х + f ‘(Р_z + 2Р_y + G)

Для шпинделей сверлильных станков:

где Р_х – составляющая силы резания в направлении подачи (кг);

P_z – составляющая силы резания, прижимающая каретку суппорта или стол к направляющим (кг);

P_y – составляющая силы резания, отрывающая каретку суппорта или стол от направляющих (кг);

G – вес перемещаемых частей (кг)

М_к – крутящий момент на шпинделе (кг · мм);

d – диаметр шпинделя (мм);

f – коэффициент трения между пинолью и корпусом на шлицах;

f‘ – приведённый коэффициент трения на направляющих;

k – коэффициент учитывающий влияние опрокидывающего момента.

Значение коэффициентов трения f ‘ при нормальных условиях смазки направляющих неодинаково:

а) для токарных станков с призматическими или комбинированными направляющими k = 1,15 и f ‘ = 0,15 ¸ 0,18

б) для токарных и револьверных станков с прямоугольными направляющими k = 1,1 и f ‘ = 0,15

в) для столов фрезерных станков k = 1,4 и f ‘ = 0,2

г) для пинолей сверлильных станков f ‘ = 0,15

После определения мощности, в зависимости от назначения электродвигателя и необходимых чисел оборотов, по соответствующим каталогам подбирается тип электродвигателя.

Источник

Проектирование и расчет привода главного движения металлорежущего станка с ступенчатым регулированием частоты вращения шпинделя

I Проектирование и расчет привода главного движения металлорежущего станка с ступенчатым регулированием частоты вращения шпинделя

1. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ПРИВОДА СТАНКА

Основными исходными данными для проектирования привода главного • движения являются диапазон регулирования Rn частоты вращения, если главное движение вращательное, или частоты двойных ходов исполнительного органа, если главное движение поступательное, и мощность привода N, передаваемая приводом. Технические характеристики определяют исходя из служебного назначения станка на основе анализа операций обработки деталей, номенклатуры и материала режущих инструментов и обрабатываемых деталей и вида заготовок, оговоренных в техническом задании на проектирование.

1.1. Определение диапазона регулирования привода

1.2. Диапазон регулирования Rn привода определяют как отношение наибольшей частоты вращения (числа двойных ходов) n max к наименьшей n min

Rn=f ´ ; (1)

i max = i a max ´ i b max ´ i c max ´ …… ´i k max ;

i min = i a min ´ i b min ´ i c min ´ …… ´i k min ;

Предельные значения скоростей движения определяют по формулам: для главного вращательного движения

nmax = nmin = (2)

для главного поступательного движения

nmax = nmin =

Для приводов станков общего назначения максимальные частоты вращения шпинделя или возвратно-поступательного движения ползуна или стола определяют исходя из условий чистовой обработки с наименьшей глубиной резания заготовки из мягкого материала (НВ 200) режущим инструментом из быстрорежущей стали, реализующая наименьшую скорость резания; диаметры заготовки и инструмента и длина хода ползуна или стола принимаются наибольшими.

На станке можно закрепить и обработать изделие размером, равном основному параметру станка, например наибольшему диаметру обрабатываемой детали над станиной (токарные, токарно-револьверные и др. станки) или ширине стола (фрезерные, строгальные, долбежные и др. станки) и т. д., что потребует разработки привода значительной мощности и использование режущего инструмента наибольших размеров. Анализ производственных статистических данных по использованию станков соответствующего типа и размера на различных скоростях и мощностях резания показывает, что обработка деталей с предельными размерами случается крайне редко и рекомендуется выполнять на соседних по размерам станках: изделий больших размеров на станках следующего большего размера размерного ряда станков и, наоборот — для изделий малых размеров. Поэтому предельные размеры обрабатываемых деталей и режущего инструмента определяют по эмпирическим зависимостям.

Токарные и токарно-винторезные станки: при точении dmax =(0,5¸0,7)D; dmin = 0,25dmax,

Сверлильные станки: dmax = D, dmin = 0,35 dmax = 0,35D.

штучной заготовки и сверления, мм;

1.2. Определение мощности привода.

Наибольшую эффективную мощность резания Nэ определяют исходя из условий черновой обработки с наибольшей глубиной резания заготовки из мягкого материала (НВ

Источник