Цель работы: Изучить методику расчета мощности ЭД кузнечно-прессовых механизмов

Практическая работа №5

Тема: Кузнечно-прессовые механизмы.

Цель работы: Изучить методику расчета мощности ЭД кузнечно-прессовых механизмов.

По окончании практической работы студент должен:

знать:методику расчета и определение расчетной мощности ЭД главного привода для кузнечно-прессовых механизмов, выбор по каталогу ЭД.

уметь:выполнять расчеты и выбирать ЭД по расчетной мощности ЭД.

Методика расчета:

а) Определяется мощность ЭП:

где Р_{др –} расчетная мощность ЭП. кВт; расчетная мощность удара, кВт;

Р_p- расчетный момент удара, Н • м;

М₀ – момент XX механизма, Н • м;

М₁ – максимальный момент на валу ЭД при пиковой нагрузке, Н - м;

t₀ и t₁ – время XX механизма и продолжительность пиковой нагрузки, с;

ω — угловая скорость ЭП при ударе, р/с;

А — работа, затрачиваемая на один удар, Дж.

Выбирается АД согласно условия: Р_д._ном ≥ Р_др и проверяется по перегруз­ке: М, ≤ 0,85 ∙ λ_{м ∙} М_ном,

где М_ном — номинальный момент выбранного ЭД, кВт;

λ_м — перегрузочная способность по моменту, отн. ед.

б) Для ЭД, кузнечно-прессовых механизмов (КПМ) определяющим фак­тором является динамическая устойчивость при перегрузке.

Возможны следующие характерные случаи проверки выбранного ЭД на динамическую устойчивость.

Случай 1. Задана нагрузочная диаграмма КПМ (Рисунок 3.9.1 б) и сум­марный момент инерции двигателя и механизма (J_∑, кг ∙ м²).

Условие динамической устойчивости: t_доп > t_1,

Где t_доп – допустимая продолжительность пика нагрузки, с.

определяется по кривым (Рисунок 3.9.1 а);

где — относительное критическое время, отн. ед.;

— электромеханическая постоянная двигателя на линейном уча­стке механической характеристики его, с;

Т_к - электромеханическая постоянная двигателя на криволинейной части рабочего участка механической характеристики, с; Т_к ≈ 2Tэм

М_ном и М_к — номинальный и критический моменты ЭД, Н ∙ м;

λ_м— перегрузочная способность ЭД по моменту, отн. ед.;

— коэффициенты относительных нагрузок при XX и пиковой нагрузке

механизма, отн. ед.;

Относительный коэффициент пиковой нагрузки КПМ

а)

Рис. 3,9.1.а) Зависимости для КПМ τ_к = F(η₀, η); б) Нагрузочная диаграмма КП М

Случай 2.Задана нагрузочная диаграмма КПМ (Рис. 3.9.1. б) и продол­жительность

пика нагрузки t₁

Условие динамической устойчивости J_д ≥ J_∑

где J_д — динамический момент инерции ротора, кг – м²;

n₀ — синхронная скорость АД, об/мин:

Sном — номинальное скольжение АД, %;

М_ном — номинальный момент АД, Н • м;

•Ь: — суммарный момент инерции КПМ, кг • м.

По (Рис. 3.9.1 а) .

Случай 3. Заданы момент инерции ( ), обеспечивающий устойчивость работы привода КПМ, продолжительность пика нагрузки t₁ и момент холо­стого хода М₀

Условие динамической устойчивости М_к ≥ М1.

По (Рис. 3.9.1 а) определяется .

где М_к — критический (максимальный) момент выбранного ЭД. Н • м,

Тогда допустимый пик момента М_доп = ∙ М_к.

АД с КЗ-ротором для КПМ выбираются руководствуясь:

• обеспечением наилучшего выравнивания графика нагрузки.

• наименьшими потерями в двигателе,

• минимальным расходом ЭЭ за цикл работы.

В соответствии с этим для КПМ выпускаются промышленностью АД с повышенным скольжением (S_ном = 7... 15%) мощностью от 0,4 до 63 кВт. Режим работы — продолжительный или повторно-кратковременный (ПВ = 40%).

Дано:Пресс

Вариант — 25 [Таблица 3.9.1]

А = 60 • 10³ Дж за 1 ход пресса

М = 10 ходов/мин.

t₁ = 2с

М₀ = 42 Н • м

ω_р= 145 р/с (n_p = 1450 об/мин)

Требуется:

* Рассчитать и выбрать ЭД пресса

* Построить нагрузочную диаграмму пресса

* Проверить выбранный ЭД на динамическую устойчивость

Решение.

- Рассчитывается мощность ЭП пресса и выбирается АД с повышенным скольжением:

Рис. 3.9.2. Нагрузочная диаграмма пресса

где Р_др — расчетная мощность ЭП пресса, кВт;

М_р — расчетный момент пресса усредненный, Н - м;

М₁ — момент на валу ЭД при пиковой нагрузке, Н • м;

Р_р — расчетная мощность ЭД при нагрузке, кВт;

t_u, t₀, t₁— время цикла, холостого хода, удара, с:

ПР_Р — продолжительность работы расчетная, %;

К₃ — коэффициент загрузки ЭД, отн. ед.

Принимается К₃ = 1,3 (от 1,1 до 1,3)

По [Табл. Д.2А] выбирается АД повышенного скольжения из условия

Р_ном > Р_др, n_c = 1500 об/мив, ПВ = 100 %.

т. АИРС М132М4УЗ; ПВ = 100 %; U_ном = 380 В.

Р_ном = 11,8кВт

n_ном = 1400 об/мин (S_ном - 7 %)

η = 86,5 %

cosφ = 0,83

VI — индекс механической характеристики

m = 83,5 кг

М_ном = 80.5 Н ∙ м

M_п/M_ном = 3,4

M_м/M_ном = 3,5

I_ном = 24,4 А

I_n / I_ном = 6,5\

J₂ = 0,045 кг ∙ м²

Выбранный АД проверяется по перегрузке согласно условия

М₁(207 Н ∙ м) ≤ 0,85 ∙ λ_м ∙ М_ном = 0,85 ∙ 3,5 ∙ 80_:5 = 240 Н ∙ м

Условие выполнено.

- Строится нагрузочная диаграмма пресса (Рис. 3.9.2).

- ЭД проверяется на динамическую устойчивость.

Случай 2.Известны диаграмма нагрузки и продолжительность пика нагрузки I»,).

Условие динамической устойчивости J_д ≥ J_∑, т.е. динамический момент инерции ротора

АД должен быть не менее суммарного момента инерции КПМ.

По [Рис. 3.8.1 а]

Условие выполнено.

Ответ: Для пресса выбран АД т. АИРС М132М4УЗ, ПВ = 100 %.

Условиям перегрузки и динамической устойчивости удовлетворяет.

Варианты индивидуальных заданий представлены в [Таблице 3.9.1 ].

Вари-ант	А, Дж/ход	N, ходов	ω, р/С	M0, Н∙м	T1,С	ПВк, %	Дополнительные сведения
						7
	80 ∙						А — работа привода за один рабочий цикл, Дж, N — число ходов (рабочих циклов) за минуту. Ω— угловая скорость ЭД, р/с 1 об/мин = 0, 1 05 р/с Мо — момент холостого хода. Н ∙ м ПВк — продолжительность включения каталожная, %. ПВ — характеристика повтор- но-кратковременного режима ЭД: работающего с остановками, % tp— время работы, мин tп - - время паузы (стоянки),мин tц — время цикла (10 минут), мин.   ПР — продолжительность работы механизма при одном цикле, % tп — время полезной работы механизма, с: tп — время холостого хода механизма, с; tп — время рабочего цикла механизма, с. ЭП не останавливается.
	80 ∙
з	80 ∙
	80 ∙
	80 ∙
	90 ∙
	90 ∙
	90 ∙
	90 ∙
	100 ∙
	100 ∙
	100 ∙				2
	100 ∙	12
	100 ∙
	100 ∙
	70 ∙
	70 ∙
	70 ∙
	70 ∙
	70 ∙
	60 ∙
	60 ∙
	60 ∙
	60 ∙
	60 ∙

Таблица 3.9.1 – индивидуальные задания.

«Кузнечно-прессовые механизмы»

5АС225М8	АИРС180М8	АИРСМ132М8	АИРСМ132S8	2p= 8, nc = 750 об/мин	АИРС180М6	5AC160M6	АИРСМ132М6	АИРСМ132S6	2p= 6, nc = 1000 об/мин	АИРС180М4	5АС160М4	АИРСМ132М4	АИРСМ132М4	2p= 4, nc = 1500 об/мин	АИРСМ132М2	2p= 2, nc = 3000 об/мин	Тип двигателя
26,5		6,0	4,5	18,5		8,5	6,3			11,8	8,5	12,5	Номинальная мощ­ность, кВт_ 53, 40%
													Номинальная частота вращения, об/мин
84,0	82,0	79,0	76,5	84,0	84,0	82,0	81,0	88,5	86,0	86,5	83,0	86,5	Коэффициент полез­ного действия, %
0,80	0,80	0,70	0,70	0,85	0,85	0,80	0,80	0,88	0,87	0,83	0,85	0,89	Коэффициент мощно­сти
60,0	35,1	16,5	12,8	39,4	34,0	19,7	14,8	43,0	40,5	24,4	18,4	24,7	Номинальный ток при 380 В, А
		83,0	62,7			87,2	6,5			80,5	58,0	42,0	Номинальный мо­мент, Нм
VI	VI	VI	VI	VI	VI	VI	VI	VI	VI	VI	VI	VI	Индекс механической характеристики
2,9	2,8	2,8	2,5	2,8	2,2	2,9	2,6	3,0	2,4	3,4	2,9	2,6	Отношение пускового момента к номиналь-ному моменту
5,5	5,0	4,5	4,5	6,5	5,5	6,0	5,5	7,0	5,0	6,5	6,0	6,5	Отношение пускового тока к номинальному току
2,9	2,8	2,8	2,5	2,8	2,5	3,1	2,6	3,2	2,6	3,5	2,9	2,8	Отношение макси­мального момента к номинальному момен­ту '
0,700	0,270	0,045	0,082	0,270	0,150	0,067	0,048	0,200	0,087	0,045	0,032	0,024	Динамический момент инерции ротора, кг • м2
		81,5	65,8			81,5	68,5			83,5		77,5	Масса, кг

Таблица Д. 2А - Технические данные двигателей с повышенным скольжением, степень защиты 1Р54, класс нагревостойкости изоляции «F»