Електрообладнання токарних, токарно-револьверних і карусельних верстатів

Приступаючи до розробки електрообладнання металорізального верстата, студент повинен добре вивчити будову верстату, роботу всіх його вузлів та механізмів, тому що без знання будови та режимів роботи не можливо правильно спроектувати електропривод, схеми керування та автоматизації.

Опис будови верстатів та їх вузлів є у спеціальній літературі по металорізальних верстатів. Основні поняття по різанню матеріалів та короткий опис окремих верстатів розкриті у відповідний літературі .

Верстати зазначеної групи відносяться до найбільш поширених верстатів і широко застосовуються на кожному промисловому підприємстві. При проектуванні електрообладнання до цих верстатів перш все вирішується питання про потужності двигунів, які визначають габарити апаратури керування та захисту. Інші вимоги, що стосуються вибору апаратури і ступеня автоматизації верстата, більш детально висвітлені у спеціальній літературі. Слід зауважити лише те, що необхідно складати циклограму роботи ставка, послідовність включення електромагнітів гідрозолотніків , діаграму замикань і розмикань шляхових і кінцевих вимикачів.

У зв'язку з тим, що названі верстати працюють зі змінним навантаженням і в різних режимах (тривалому, короткочасному або повторно-короткочасному) вибір типу електроприводу проводиться в кожному окремому випадку з урахуванням конкретних технологічних умов. Основою розрахунку потужності двигуна головного приводу верстатів служить навантажувальна діаграма статичного навантаження. Обраний на підставі навантажувальної діаграми двигун часто перевіряють на нагрів з урахуванням перехідних процесів (пуск, гальмування), після чого судять про кінцеву його придатність.

Для визначення потужності, що витрачається на різання металу, необхідно знати зусилля і швидкість різання, після чого потужність різання визначиться

де Р_Z - потужність різання, кВт;

V_Z - швидкість різання, м / хв

F_Z - зусилля різання, Н;

Потужність електродвигуна головного приводу з урахуванням втрат у механічної передачі буде дорівнює

,

де Р_дв - потужність двигуна при різання, кВт;

коефіцієнт корисної дії верстата ( 0,75 – 0,8)

Номінальний к.к.д. для токарних верстатів приймається рівним ( 0,75 – 0,8)

Зусилля і швидкість різання можна визначити за емпіричними формулами, які наводяться нижче, або, що бажано, за спеціальними картками технологічних нормативів.

Розрахунок слід починати з вибору марки інструментального матеріалу, геометричної форми ріжучої частини інструменту, призначення глибини різання і величини подачі, що проводиться за технологічними картами для різних видів обробки.

1. Зусилля різання, яке долає шпиндель, визначається за формулою:

,

де F_z - зусиля при різанні, Н:

С_Fz - коефіцієнт, що характеризує оброблюваний матеріал, матеріал різця і вид токарної обробки. При зовнішньому точінні або розточуванні виробів з вуглецевої сталі з межею міцності σ_в = 75 кГ/мм² ( 735 Н/ мм² ) для різців з швидкорізальної сталі РІ8 С_Fz =200 n = 0 для твердосплавних різців – С_Fz = 300; n = 0.15.

При зовнішньому точінні виробів із сірого чавуну Н_в = 190 для різців з швидкорізальної сталі ЦМ 332 С_Fz = 104 n = 0 . для твердосплавних різців – С_Fz = 92 n = 0.15

t – глибина різання, мм;

S – подача ( перемiщення рiзця на один оберт шпiнделя ), мм/об.

V_Z - швидкість різання, м / хв

X_V Y_V - показники степенiв при зовнішньому точінні твердосплавним різцем стальної деталі з максимальною міцністю σ_в =75 кГ/мм² (735 Н/ мм² ) X_V = 1, Y_V = 0,75.

2. Швидкість різання визначаємо:

,

де V_z - швидкість при різанні, м/хв:

Т – стійкість свердла, хв.;

К_V - коефіцієнт при різанні

3. Визначаємо потужність різання:

де Р_Z - потужність різання, кВт;

4. Визначаємо потужність привода двигуна:

,

де Р_дв – потужність двигуна при різанні, кВт;

коефіцієнт корисної дії верстата ( 0,75 – 0,8)

5. Визначаємо втрати в верстаті при номінальному навантаженні:

6. Оскільки на період пауз двигун не відключається, то потужність на його валу рівна потужності втрат холостого ходу, яку визначають:

7. Будуємо навантажувальну діаграму, рисунок 1.

8. З умов нагрівання номінальна потужність двигуна повинна бути не меншою від еквівалентної потужності за навантажувальною діаграмою.

Р, кВт

t,с.
Рисунок 3- Навантажувальна діаграма при точінні

;

9. Вибираємо згідно з довідником двигун типу з технічними даними:

P_ном= кВт; U_н= B; η_н- = %; cos φ -, = ; .

10. Для перевірки двигун на перевантажувальну здатність необхідно:

Визначити реальний момент навантаження

Визначити максимальний момент вибраного двигуна

Якщо максимальний момент двигуна М_мах > М_екв більший за момент еквівалентний М_екв то двигун вибраний правильно, а у випадку меншого вибираємо двигун більшої потужності.