Лабораторная работа №3 исследование работы электропривода пневматического ковочного молота

Цель работы.

Целью работы является изучение конструкции пневматического ковочного молота, его электропривода и влияния различных конст­руктивных факторов, режимов работы на мощность электродвигателя.

Описание работы.

В пневматическом ковочном молоте в качестве движущей силы используется электрическая энергия электропривода, а роль пе­редающей упругой среды, действующей на рабочие органы, осуществляет сжатий воздух, подаваемый из компрессорного цилиндра в рабочий цилиндр (рис. 4).

Поршень компрессора приводится в движение от кривошипного вала, связанного через маховик и клиноременную передачу с электродвигателем.

Исследуемый пневматический ковочный молот имеет следующие конструктивные данные: вес падающих частей G = 75 кг; число ходов n = 180 х/мин; ход бабы Н=350 мм; радиус кривошипа R = 105 мм; средняя высота поковки h = 50 мм; расстояние от нижней кромки рабочего поршня до нижней крышки α = 40 мм; высота верхнего и нижнего пространства компрессора b_в = b_н = 10 мм; диаметр рабочего поршня Дрц = 250 мм; диаметр штока рабочего поршня d_штр = 160 мм; диаметр поршня компрессора Дкц = 260 мм; диаметр штока компрессора d_штк = 120 мм.

Математическая модель работы молота может быть представлена дифференциальным уравнением, описывающим колебательное движение рабочей массы поршня

Собственная частота колебаний системы , где Р_о = 1кг/см² – атмосферное давление, n = 1,4 – показатель политропы, m = - масса падающих частей, f₁, f₂ – нижняя и верхняя площадь поршня рабочего цилиндра, V₀₁ ,V₀₂ – нижний и верхний начальные объёмы

V₀₁ =

V₀₂ =

где f₄ – площадь поршня компрессора сверху, f₃ – снизу.

Интегрируя уравнение движения, можно определить полезную работу компрессор за один цикл

А = 19,65 ,

η₀ = 0,7 – объёмный КПД.

b = – постоянный коэффициент;

- угловая скорость вращения кривошипного вала.

Кинетическая энергия удара

Т_э = Аη_мη_uр (кгм),

где η_м = 0,7 –механический КПД,

η_uр = 0,7 - индикаторный КПД рабочего цилиндра.

Мощность электродвигателя N = (кВт),

где η_м = 0,7 - механический КПД,

η_uк = 0,7 - индикаторный КПД компрессорного цилиндра.

Порядок выполнения работы.

1. Провести поверочный расчет мощности электродвигателя молота.

2. Произвести пуск двигателя и на различных режимах работы молота определять по амперметру величину тока, действующего в одной из фаз асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

3. Определить фактическую мощность двигателя

N = IVcos ,

где V = 380 В - напряжение на фазе, I - максимальный ток при рабочем режиме действия молота, cos = 0,75.

4. Сравнить экспериментальные и расчетные данные. Провести соотношение между пусковым и номинальным током электродвигателя.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ.

1. Перед началом работы со студентами проводится инструктаж по технике безопасности работы на пневматическом молоте.

2. Измерительные приборы должны быть надёжно изолированы.

Контрольные вопросы.

1. За счет какой энергии работает молот?

2. В каком случае энергия удара будет достигать максимальной величины?

3. Следует ли на молоте устанавливать двигатель с повышенным скольжением?

Литература: /5; 6/.