Файл: Расчет электроснабжения участка ремонта технологического оборудования.docx

Расчет и выбор главного электродвигателя токарного станка

Исходные данные для расчета:

Диаметр обрабатываемой детали: D=184 мм.

Длина обрабатываемой детали: L_д=510 мм.

Подача резца продольная: S=1,27 мм/об.

Глубина резания: t=3,8 мм.

К.П.Д. станка: η=0,80.

Предел прочности при растяжении: σ_β=65 Мпа.

Материал заготовки: Сталь 45.

Материал резца: T5K10.

Угол заточки резца: α =45

Порядок расчёта.

• 
  Из справочника [6, с.294 карта 162] определяем скорость резания V_рез:
  

V_рез=73 м/мин=1,216 м/с

• 
  Из этого же справочника [6, с.295 карта 163]определяем мощность резания P_рез:
  

P_рез= 2,6 кВт;

• 
  Определяем расчётную мощность электрического двигателя:
  

P_ст=P_рез/ η = 2,6/0,80= 3,25 кВт

• 
  По расчетной мощности выбираем электрический двигатель по справочнику [6, с. 183, таблица 26.6] из условия Р_н > Р_расч:
  

Номинальная мощность:	Рн=4 кВт.
Угловая частота:	ωн=150 рад/с.
Номинальный КПД:	ηн= 0,84.
Момент инерции ротора:	J=1,13×10-2 кг×м2.
Коэффициент мощности:	cos φ=0,85.
Кратность превышения:	Мп/Мн=2.
Кратность превышения:	Мmax/Мн=2,4.
Тип двигателя :	4A100L4Y3

• 
  Определяем машинное время:
  

t_м =2ПL×Lд\ ω_ш×S=2×3,14×510/13,2×1,27 =3202,8\16,764 ≈ 191с,

где ω_ш=

где R_g - радиус обрабатываемой детали

---

ω_ш =V_рез/R_g= 1,216/92=13,2 рад/с

R_g= D/2=184/2=92 мм

• 
  Определяем загрузку двигателя:
  

K₃=P_ст/P_H=3,25/4=0,812

• 
  Определяем номинальный момент двигателя:
  

M_H=P_H/ω_н×10³=4/150×10^-3=26,6 Н×м

• 
  Определяем потери мощности при холостом ходе:
  

∆P_XX=2/3×P_H(1-η)= (2/3)×4×(1-0,84)=0,426 кВт

• 
  Определяем потери момента на холостом ходу:
  

∆M_xx=∆P_XX/ω_н×10³=0,426/150×10³=2,84 H×м.

• 
  Определяем пусковой момент электродвигателя:
  

M_п=М_п/М_н×М_н= 2×26,6=53,2 Н×м.

• 
  Определяем динамический момент электродвигателя:
  

M_g=M_П-∆M_XX=53,2-2,84=50,36 Н×м.

• 
  Определяем момент инерции обрабатываемой детали:
  

J_обр.g.=m_ogo×R²_og/2=154,104×(0,11)2/2=0,932 кг×м²

где, у — удельная плотность стали -7,8×10³

m_o.g=y_o.g×V_o.g= y_o.g×π Д²/4×L_g=7,8×10³×[3,14×(0,22)²/4]×0,51=147,186 кг.

• 
  Определяем момент инерции патрона (шпинделя и передач):
  

J_o=m_n×R² π/2=3,519 кг × м²;

где m_n- масса патрона 195 кг;

• 
  Определяем полный момент инерции вращающихся частей:
  

J_пол=J_рот+(J_обр.g+J_o)×(ω_ш/ω_H)²=1,13×10-2+(0,932+3,519)×(12,648/150)²=0,0401 кг × м²;

• 
  Определяем время пуска электродвигателя
  

где 1,75- коэффициент, учитывающий продолжительность пуска станка при двигателе с короткозамкнутым ротором

Вывод: что удовлетворяет условию пуска.

Таким образом, электродвигатель подходит, и мы берем его окончательно.

• 
  Строим в масштабе график нагрузки двигателя станка для одного цикла.(Приложение В)
  

• 
  По графику нагрузки определяем эквивалентную мощность
  

---

• 
  Определяем коэффициент загрузки электрического двигателя
  

Таким образом, выбранный электрический двигатель удовлетворяет параметрам пуска и загрузки ( ).

---

4. Расчет и выбор электродвигателя механизма подъема мостового крана

Данные для расчета:
Грузоподъемность G_гр=105 x 10³ Н

Высота подъема Н=11,5 м

Вес крюка G_кр=0,5x 10³ Н

Вес крана G_крн=117 x 10³ Н

Диаметр барабана D_б=0,37 м

К.П.Д. передач = 80%

Скорость вращения ведущего вала ω_вед=75,5 рад/с Передаточное число редуктора i = 94

i₁=9,8; i₂=9,6

Относительная продолжительность включения механизма- подъем ПВ=35%

Допускаемая величина ускорения и замедления при подъеме и спуске груза а=0,2 м/с²

Момент инерции вращающихся деталей:

Муфта-тормозная J ₁ = 0,25 кг x м²

Шестерня J ₂= 0,17 кг x м²

Зубчатое колесо J ₃= 0,68 кг x м²

Шестерня J ₄= 0,41 кг x м²

Зубчатое колесо J₅=1,48 кг x м²

Муфта J ₆= 0,61 кг x м²

Барабан J ₇= 3,22 кг x м²

Расчеты

• 
  Определяем скорость подъема груза
  
  

• 
  Определяем момент на валу электродвигателя при подъеме груза
  
  
• 
  Определяем момент на валу электродвигателя при спуске груза
  

• 
  Определяем момент при подъеме порожнего крюка
  
  
• 
  Определяем момент при спуске крюка
  

---

• 
  Определяем приближенное значение эквивалентного момента при ПВ=35%
  

Если приближенно принять , что 1_Пт._гр. ⁼ t сп..гр. ⁼ t пт.кр. ⁼ t сп.к_Р., то:

• 
  Найдем предварительное значение мощности при ПВ = 35%
  

• 
  Пересчитываем эту мощность на стандартное значение ПВ = 40%
  

По полученному значению мощности, заданному значению скоростью значение ПВ выбираем предварительно , ближайший по мощности электродвигатель типа:

МТ,MKB,MTK,MTKB,MTM,MTH,MTKM

Двигатель МТКН511-8

Мощность 28кВт

Частота вращения 695 об/мин

Максимальная частота вращения 1900 об/мин

КПД 83%

Cosφ 0,77

при U=380В ; 336 A

J_рот= 1,075 кг м²

Максимальный момент 1150 Н м

Пусковой момент 1150 Н м

Масса 440 кг

• 
  Определим длительность пуска электродвигателя при подъеме и спуске груза
  

• 
  Момент инерции всех вращающихся частей электропривода согласно
  

кинетической схеме
J_BP = J_рот+J₁+J­₂+(J₃+J₄)/i₁²+(J₅+J₆+J₇)/i₁²

• 
  Определяем момент инерции всех поступательно движущихся узлов
  

J_п=( 0,0196)/95,8²=0,04 кг м²,
где m- масс =105 10³+117 10³/9,81= 22629 Кг

• 
  Определяем полный момент инерции электропривода при поднятии груза
  

---