- •Введение
- •Часть 1. Электропривод кузнечно-штамповочных машин Лекция 1. Понятие об электрическом приводе кузнечно-штамповочных машин
- •Вопросы для самоподготовки:
- •Лекция 2. Исполнительные механизмы и сервопривод кузнечно-штамповочных машин
- •Вопросы для самоподготовки:
- •Лекция 3. Пуск и ход электропривода кузнечно-прессовых машин
- •Выбор мощности привода.
- •Вопросы для самоподготовки:
- •Лекция 4 Аппаратура и схемы неавтоматического управления
- •Вопросы для самоподготовки:
- •Лекция 5. Аппаратура и схемы автоматического управления
- •Вопросы для самоподготовки:
- •Лекция 6. Устройства контроля аппаратуры автоматического управления
- •Лекция 8. Электрооборудование механических прессов
- •Вопросы для самоподготовки:
- •Лекция 9. Современные способы управления механическими прессами
- •Вопросы для самоподготовки:
- •Лекция 10. Конструктивные особенности привода командоаппарата системы управления
- •Вопросы для самоподготовки:
- •Лекция 11. Электрооборудование кривошипных горячештамповочных прессов
- •Вопросы для самоподготовки:
- •Лекция 12. Электрооборудование листоштамповочных прессов
- •Вопросы для самоподготовки:
- •Лекция 13. Электрооборудование гидравлических прессов
- •Лекция 14. Электрооборудование фрикционных прессов и других кузнечно-штамповочных машин
- •Вопросы для самоподготовки:
- •Лекция 15. Электрооборудование автоматических линий кузнечно-штамповочных машин
- •Вопросы для самоподготовки:
- •Часть 3. Программное управление в кузнечно-штамповочном производстве Лекция 16. Задачи программного управления в кузнечно-штамповочном машиностроении
- •Профили ведущих устройств
- •Стандартный режим
- •Расширенный режим (профиль м1)
- •Расширенный режим (профиль м2)
- •Посты управления всех перечисленных типов предназначены для подключения переключателей или кнопок с замыкающими контактами. Вопросы для самоподготовки:
- •Лекция 17. Современные методы исследования и диагностика кузнечно-штамповочных машин
- •Вопросы для самоподготовки:
- •Заключение
- •Библиографический список литературы
- •Оглавление
- •Часть 1. Электропривод кузнечно-штамповочных машин 4
- •Часть 2 электрооборудование кузнечно-штамповочных машин 79
- •Часть 3. Программное управление в кузнечно-штамповочном производстве 182
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Выбор мощности привода.
Пусть машина имеет кинематическую схему, приведенную на рис. 16 а).
-
а)
б)
Рис. 16. Кинематическая схема привода без и с маховиком
Приведенный момент инерции движущихся частей незначителен, наибольшее значение момента во время операции может быть весьма большим. А потому и двигатель, выбранный на этот момент с учетом допустимой перегрузки, также очень велик.
В случае применения маховика с моментом инерции IM (рис. б) наибольшая нагрузка двигателя уменьшается.
Во время деформации заготовки вращение маховика замедляется и он начинает развивать момент, имеющий тот же знак, что и момент электродвигателя. Это следует из уравнения движения
, (8.3)
где J – момент инерции, приведенный к валу электродвигателя.
При имеем
Таким образом, наибольший момент нагрузки преодолевается суммой моментов двигателя и маховика.
В кузнечно-штамповочных машинах общий приведенный момент инерции практически равен приведенному моменту инерции маховика, поскольку приведенные моменты вращающихся частей машины, ползуна и шатуна сравнительно малы.
Двигатель разгоняется, преодолевая динамический момент, развиваемый маховиком, и момент сил сопротивления при работе машины вхолостую.
При имеем
При идеальном маховике с моментом инерции нагрузка на валу двигателя была бы выровнена полностью и двигатель работал бы со средним моментом
, (8.4)
где - средний момент операции, равный отношению полезной энергии Аоп, необходимой для осуществления операции с учетом потерь в кинематической цепи машины, к углу операции - средний момент холостого хода, равный отношению энергии холостого хода к углу xx, на котором он осуществляется.
Таким образом, двигатель можно было бы выбрать на номинальный момент. МН = МСР.
В реальных условиях при обычно применяемых маховиках нагрузка на валу электродвигателя полностью не выравнивается. И при ориентировочных расчетах пользуются следующей зависимостью:
, (8.5)
где k – коэффициент запаса, учитывающий неточности расчета и выбираемый на основании опыта в пределах k = 1,2…1,5.
Номинальная мощность электродвигателя при этом
, (8.6)
полагая, что .
Момент инерции маховика при ориентировочном расчете выбирают, исходя из допущения, что площадь графика Mc=f(c), лежащая над уровнем среднего момента, равна энергии операции, отдаваемой маховиком при некоторой неравномерности его вращения.
Энергия, отдаваемая маховиком
, (8.7)
где max и min – наибольшая и наименьшая угловые скорости маховика.
Преобразуя последнее выражение, получим
, (8.8)
где
;
– неравномерность хода маховика;
. (8.9)
Отсюда имеем
. (8.10)
Однако описанный выше ориентировочный расчет имеет значительные погрешности и в промышленности наиболее широко применяют более точные методы аналитического расчета.
Во время рабочей операции полезная работа осуществляется как двигателем, так и маховиком
, (**)
где max и min – наибольшее и наименьшее значения угловой скорости двигателя, соответствующие углам поворота вала двигателя 1 и 2 в начале и конце рабочей операции.
Формула (**) выражает закон сохранения энергии для угла рабочей операции.
Пусть при ОП = 0 и Mxx = 0 работа равна работе AОП операции
. (8.11)
При этом , а угловая скорость двигателя меняется от max до min.
Так как момент двигателя не может быть бесконечно большим, то
. (8.12)
Преобразуем выражение (**), подставляя и в результате получим
. (*1)
При работе кузнечно-прессовой машины должна быть обеспечена заданная производительность, т.е. определенная продолжительность цикла tЦ при непрерывной работе на автоматических ходах.
При идеальной цикловой нагрузке время цикла равняется времени разгона от минимальной до максимальной скорости
. (8.13)
Поскольку и , получим
(8.14)
Для наиболее распространенных в кузнечно-штамповочном машиностроении асинхронных двигателей
(8.15)
Тогда
, (8.16)
или
(*2)
Формула (*2) выражает условие обеспечения заданной производительности машины.
Электродвигатель, обеспечивающий выполнение рабочей операции с заданными энергией АОП и продолжительностью tЦ цикла, должен при такой работе нагреваться так же, как при непрерывной нагрузке с номинальной мощностью. Это определяет условие нормального нагрева электродвигателя, которое выражается равенством
. (****)
Сокращая обе части формулы (****) на 0 и подставляя в полученное выражение значение , будем иметь
(8.17)
Окончательное условие номинального нагрева принимает следующий вид
(*3)
Таким образом, задача сводится к совместному решению уравнений: (*1), (*2) и (*3), в которых AОП, tЦ, 0, MH, sH, Mk, sk заданы, а J, smax и smin являются неизвестными. Совместное решение этой системы уравнений дает формулу для определения момента инерции самого маховика
, (8.18)
где – средняя угловая скорость маховика за время цикла;
j – коэффициент, выбираемый в пределах 0,85…0,95.