Выбор электродвигателей вспомогательных приводов станков

26 ноября 2012 в 10:00

Вспомогательные приводы станков (приводы быстрых перемещений суппортов, бабок, поперечин и др.) обычно работают в кратковременном режиме нагрузки. Режим работы электропривода такой длительности, при которой температура всех устройств, входящих в состав электропривода, не достигает установившегося значения во время работы и снижается до температуры окружающей среды во время паузы, называется кратковременным.

Продолжительность работы вспомогательных приводов станков обычно мала; она не превышает 5 - 15 с и только у тяжелых станков доходит до1 - 1,5 мин. За это время (t < 0,1T) при перегрузке в допустимых пределах электродвигатель не успевает нагреться даже до нормального перегрева. Номинальная мощность электродвигателя в данном случае определяется условиями перегрузки.

Момент сопротивления Мс при работе вспомогательных приводов создается в основном силами трения, в связи с чем эти приводы, в отличие от приводов главного движения, требуют значительного пускового момента.

Мощность, расходуемая на преодоление сил трения при перемещении горизонтально движущегося элемента станка:

где Fтp — сила трения, Н; v — скорость, м/с; G — сила тяжести (вес) перемещаемого узла, Н; μ — коэффициент трения движения.

Мощность на валу электродвигателя P = Pтр/η,

где η — к. п. д. передачи, обычно η = 0,1 - 0,2.

Нагревание электродвигателя при работе в рассматриваемом режиме незначительно. Поэтому целесообразно использовать допустимую его перегрузку.

Номинальная мощность Pн = Pтр/(λη),

где λ — коэффициент допустимой перегрузки.

Приближенно можно считать, что характеристика двигателя в ее рабочей части прямолинейна. Тогда угловая скорость двигателя при работе с перегрузкой

ωλ = ωо (1 - λsн),

где, ωо = (πnо)/30— синхронная угловая скорость электродвигателя.

Используя формулу Pн = Pтр/(λη), найдем момент двигателя при перегрузке

Момент сопротивления в начале пуска двигателя больше, чем во время его работы. Этот момент

где μо — коэффициент трения покоя.

Порядок выбора электродвигателей вспомогательных приводов станка

Вначале, пользуясь формулой Pн = Pтр/(λη)подбирают по каталогу электродвигатель, для которого затем определяют начальный пусковой момент Мнач. Вычисляют момент Мсо по формуле и сопоставляют с моментом Мнач. Если 0,85 Мнач > Мсо, то выбранный электродвигатель для вспомогательного привода пригоден.

Аналогичным образом рассчитывают приводы для поворота и подъема узлов станка, только в последнем случае часто основную нагрузку создает сила тяжести (вес) перемещаемого узла.

Особую важность представляет выбор оптимальной скорости быстрого подвода инструмента к обрабатываемой детали. При подводе инструмента перемещение с повышенной скоростью сменяется медленным перемещением со скоростью рабочей подачи. Эту смену скоростей производят, когда инструмент находится на некотором расстоянии от детали, иначе инструмент на высокой скорости врежется в деталь и сломается.

Переход с одной скорости на другую происходит в течение некоторого времени. За это время срабатывает электроаппаратура, а движение продолжается с высокой скоростью. Время срабатывания аппаратуры изменяется вследствие колебаний напряжения и влияния других случайных факторов.

Оптимальную скорость обеспечивают соответствующим подбором передач в кинематической цепи. Дальнейшее сокращение времени возможно путем ступенчатого или плавного автоматического уменьшения скорости на конечном участке пути, что дает возможность принять более высокую первоначальную скорость.