Расчёт мощности электроприводов металлорежущих станков

Мощность двигателей (кВт) токарных, токарно-винторезных, карусельных и строгальных станков определяют по формуле

Р = К · q · υ / 1000 · η , (8.30)

где К – удельное сопротивление резанию, Н/м² (принимают 3 – 5 кратным
от удельного сопротивлению разрыва К_разр): для стали К_разр = (от
294 до 1180) · 10⁶ Н/м²; для чугуна К_разр = (от 118 до 236) · 10⁶
Н/м²; для латуни и бронзы К_разр = (от 147 до 197) · 10⁶ Н/м²;

υ – скорость резания, м/с;

q – сечение стружки, м²;

η – КПД станка: для станков токарной группы η = от 0,65 до 0,7; для
строгальных станков η = от 0,6 до 0,65.

Мощность двигателя (кВт) главного привода сверлильных станков определяют по формуле

Р = (C · d ^m · b ^z · n) / (1950 · η) , (8.31)

где С – постоянная величина, зависящая от формы и материала сверла,
принимается от 18 до 90;

d – диаметр сверла, мм;

b – подача сверла, мм/оборот;

n – частота вращения сверла, мин^-1;

m – степенной показатель: m = от 1,4 до 1,9;

z – степенной показатель: z = от 0,7 до 1,2;

η – КПД станка: η = от 0,6 до 0,8.

Кроме главных электроприводов в конструкциях металлорежущих станков имеются вспомогательные электропривода, обеспечивающие перемещение суппортов, столов, ходовых винтов и т.д.

Мощность электроприводов (кВт) вспомогательных механизмов рассчитываются по формуле

Р = G · μ · υ / 60 · 1000 · η_П · K_m , (8.32)

где К_m – перегрузочная способность;

G – вес перемещаемых частей, Н;

υ – скорость перемещения, м/с;

μ – коэффициент трения;

η_П – КПД передачи от двигателя к механизму (приложение Е).

Выбор мощности двигателя производится с учётом режима работы и момента сопротивления при трогании с места, который сравнивают с пусковым моментом двигателя.

Зная усилие подачи и скорость подачи можно определить мощность на подачу (кВт) при резании

Р = F_П · υ_П / 60 · 1000 , (8.33)

где F_П – усилие подачи, Н;

υ_П – скорость подачи, мм/мин: υ_П = s · n.

Для выбора мощности двигателя необходимо определить усилие подачи F_П0 при трогании с места стола или суппорта

F_П0 = (G_СТ + G_ИЗД) · f_O + α_П ·s_П , (8.34)

где G_СТ – вес стола, Н;

G_ИЗД – вес изделия, Н;

f_O – коэффициент трения в направляющих (при трогании с места f_O = от
0,2 до 0,3; при резании f_O = от 0,08 до 0,1);

α_П – удельное усилие прилипания, Н/см² (α_П ≈ 0,5);

s_П – площадь прилипания направляющих, см².

Момент на ходовом винте определяют по значениям F_П и F_П0 по формуле

М_{Х. В} = F_П · d_СР · tg (α + ρ) / 2 , (8.35)

где d_СР – средний диаметр винта, м;

α – угол наклона резьбы;

ρ = arctg f – угол трения ходового винта.

Расчёт мощности электроприводов шлифовальных и

Полировальных станков

Шлифовальные станки подразделяются на ленточные, дисковые и цилиндровые.

Мощность главного электропривода (кВт) ленточных шлифовальных станков определяется по формуле

Р = q · F · (f_Ш + f) · υ / 1000 · η , (8.36)

где q – удельное давление, Н/см²;

f_Ш – коэффициент шлифования, f_Ш = от 0,2 до 0,6 и зависит в основном
от породы древесины и состояния абразива (степени
затупленности кромок);

f – коэффициент трения обратной стороны ленты по постели;

υ – скорость резания (шлифования), м / с (υ ≈ от 20 до 30 м / с);

F – площадь контакта, см²;

η – КПД механизма резания.

Мощность главного электропривода (кВт) вальцовых (цилиндровых) шлифовальных станков определяется по формуле

Р = q · F · f_Ш · υ / 1000 · η , (8.37)

Мощность электропривода (кВт) механизма подачи определяется по формуле

Р = (F + Σ F_К) · v / 1000 · η , (8.38)

где F – касательная сила: F = q S_Ш;

Σ F_К – сумма касательных сил трения конструктивных элементов
станка, Н;

v – скорость подачи, м / с (U ≈ от 2 до 15 м / мин);

η – КПД передачи;

S_Ш – предельный путь резания до затупления абразива, равный при
нормальном натяжении 70 – 100 Н/см ширины, рассчитывается
по формуле (8.36)

S_Ш = 8 ·10⁶ · · · · a_П · a_В , (8.39)

где d_ı – зернистость абразива;

a_П – коэффициент, учитывающий породу древесины (для твёрдых
лиственных пород – 1, для хвойных пород – 0,35);

a_В – коэффициент, учитывающий вид основы (шкурки): для бумажной
основы со связкой мездровым клеем 1, для шкурки на тканевой
основе с той же связкой 3).

8.7 Расчёт мощности электроприводов шипорезных,