Расчет электропривода многооперационного станка 6904ВМФ2

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Современные машины и механизмы в различных областях техники должны отличаться большой производительностью при необходимой точности обработки, высоким уровнем автоматизации, облегчающим обслуживание, а также иметь сравнительно невысокую первоначальную стоимость и небольшие эксплуатационные расходы, быть надежными и долговечными.

Выполнению этих требований способствует автоматизированный электропривод, с помощью которого можно осуществить плавное и широкое регулирование скорости исполнительного механизма, т. е. обеспечить оптимальные технологические режимы. В то же время использование широкорегулируемого электропривода позволяет приблизить электродвигатель к рабочему органу механизма, следовательно, упростить кинематические связи, т.е. осуществить механизмы в целом более точными. При использовании электропривода и соответствующей системы управления легко автоматизируется технологический процесс, а бесперебойная работа электропривода повышает надежность эксплуатируемых машин и механизмов. Поэтому исследование и создание эффективных управляемых электроприводов является важной задачей теории и практики современного автоматизированного электропривода.

1. Техническое задание

Произвести расчет электропривода многооперационного станка 6904ВМФ2. Направление подачи - продольная. Вид обработки - сверление. Материал детали - чугун ковкий. Для этого необходимо решить перечень вопросов:

- расчет статических мощностей и моментов;

- расчет циклограмм работы электропривода станка;

- построение нагрузочной диаграммы привода;

- формирование желаемой механической характеристики электропривода;

- оценка статических и динамических показателей системы;

- выбор электродвигателя с учетом способа регулирования;

- построение структурной схемы и расчет параметров электропривода;

- расчет статических характеристик и нагрузочных диаграмм;

В таблице 1.1 указаны основные параметры многооперационного станка.

Таблица 1 - основные параметры многооперационного станка 6906ВМФ2

Параметры	Значение
Размеры рабочей поверхности стола	800 х 630
Наибольшая масса обрабатываемого изделия, кг	500
Наибольшее перемещение стола: продольное поперечное шпиндельной бабки (вертикальное)	630 630 630
Расстояние от оси шпинделя до рабочей поверхности стола	95…725
Расстояние от торца шпинделя до центра стола	165…795
Конус отверстия шпинделя	50
Вместимость инструментального магазина, шт.	30
Наибольший диаметр инструмента загружаемого в магазин	200
Число ступеней вращения шпинделя	18
Частота вращения шпинделя, об/мин	31,5…1600
Рабочие подачи, мм/мин	2,5…2500
Наибольшая сила подачи стола, кН	10
Скорость быстрого перемещения, мм/мин	5000
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт	8
Габаритные размеры: длина ширина высота	3100 2165 2595
Масса, кг	7330

2. Задание режима и карты обработки

Карта обработки представляет собой траекторию движения инструмента относительно детали. Размеры детали и инструмента принимаются максимально возможными для геометрии станка и мощности главного привода.

По [1] выбираем сверло одностороннего резания с внутренним подводом СОЖ. Выбранное сверло изображено на рисунке 1, где d=65, L=850.

Рисунок 1 - Сверло одностороннего резания с внутренним подводом СОЖ

На рисунке 2 схематически представлено положение шпинделя и рабочего стола.



Рисунок 2 - Взаимное положение шпинделя и рабочего стола

На рисунке 3 представлена карта обработки.

Рисунок 3 - Карта обработки детали

Расчет режимов резания при сверлении

При назначении элементов режимов резания учитывают характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования.

Скорость резания v, м/мин при растачивании рассчитывают по эмпирической формуле:

(3.1)

где C_v - коэффициент, принимаем по таблице 28 ([1], с. 278), C_v=21,8;

Т - период стойкости инструмента, принимаем 170 мин;

D - диаметр сверла, мм, D=65 мм;

s - подача, мм/об, принимаем по таблице 25 ([1], с. 265) s=0,27 мм/об;

m - показатель степени, принимаем по таблице 28 ([1], с. 278) m=0,125;

q - показатель степени, принимаем по таблице 28 ([1], с. 278) q=0,25;

y - показатель степени, принимаем по таблице 28 ([1], с. 278) y=0,55;

К_v - коэффициент, является произведением коэффициентов:

, (3.2)

где К_мv - коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки, по таблице 1 ([1], с. 261),

,

где HB - твёрдость металла. Для ковкого чугуна HB=150,

n_v - показатель степени, n_v=1,3

К_Lv - коэффициент, учитывающий глубину обрабатываемого отверстия, по таблице 5 ([1], с. 263) К_Lv=0,6;

К_Иv - коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента, по таблице 6 ([1], с. 263) К_Иv=1,

Осевая сила Р₀, Н рассчитывают по формуле:

, (3.3)

где С_р - постоянная, для осевой силы Р₀ по таблице 32 ([1], с.281) С_р=43,3;

q - показатель степени, принимаем по таблице 32 ([1], с.281) q=1;

y - показатель степени, принимаем по таблице 32 ([1], с.281) y=0,8;

К_р - поправочный коэффициент, определяется по формуле:

, (3.4)

где К_мр - коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости, по таблице 9 ([1], с. 265):

,

где HB - твёрдость металла. Для ковкого чугуна HB=150,

n - показатель степени, n=0,6

Тогда осевая сила Р₀:

Крутящий момент М_кр, Н м рассчитывают по формуле:

,

где С_М - постоянная, для крутящего момента М_кр по таблице 32 ([1], с.281) С_М=0,021;

q - показатель степени, принимаем по таблице 32 ([1], с.281) q=2;

y - показатель степени, принимаем по таблице 32 ([1], с.281) y=0,8;

К_р - коэффициент, учитывающий фактические условия обработки (К_р =1)

Крутящий момент М_кр равен:

Мощность резания N, кВт рассчитывают по формуле:

(3.5)

где - частота вращения инструмента об/мин:

,

v - скорость резания, мм/мин;

D - диаметр сверла.

Частота равна

Тогда мощность резания N равна:

Условия, которые были поставлены перед нами соблюдены:

Расчёт продолжаем.

3. Построение диаграммы сил и механической характеристики

Наибольшая сила подачи стола:

F_max = 10000 Н.

Сила трения в шарико-винтовой паре:

з_швп = 0,95.

F_tv' = F_max • (1 - з_швп ) = 10000 • (1 - 0,95) = 500 Н.

Масса консоли:

M_ст = 0,4· M,

M_ст = 0,4·7330 = 2932 кг.

Назначаем путь, на котором будет разгоняться стол:

S_p = 3 мм.

Время разгона на пути Sp до скорости быстрого хода:

При этом стол будет двигаться с ускорением:

Сила, необходимая для ускорения

F_d = 2· M_ст = 2 · 1,157 · 2932 = 6,787 · 10³ Н.

Время торможения со скорости быстрого хода:

t_t = t_p = 0,072 с.

Время торможения со скорости быстрого хода до рабочей подачи:

,

где - скорость подачи быстрого хода, мм/с

где - скорость рабочей подачи, мм/с

,

Тогда время торможения со скорости быстрого хода до рабочей подачи равен

Путь, проходимый фрезой до полного врезания:

S_вх =55+23,8= 78,8 мм.

Путь, проходимый фрезой на полном врезании:

S_rabmax = 550- 78,8 - 23,8 = 447,4 мм.

Найдем среднеквадратичную силу для оценки нагрева двигателя в дальнейшем.

Расчет сил на каждом участке.

В таблице 2 приведены режимы работы привода подачи.

Таблица 2 - Режимы работы привода подачи станка 6904ВМФ2

№ п.п.	Участок	Режим работы
1	0-1	Разгон до скорости быстрого хода
2	1-2	Движение на скорости быстрого хода
3	2-3	Торможение со скорости рабочего хода
4	3-4	Движение на скорости рабочего хода
5	4-5	Движение фрезы на скорости рабочего хода до полного врезания
6	5-6	Движение фрезы на скорости рабочего хода на полном врезании
7	6-7	Движение фрезы на скорости рабочего хода до полного выхода из детали
8	7-8	Торможение со скорости рабочего хода
9	8-9	Разгон до скорости быстрого хода
10	9-10	Движение на скорости быстрого хода
11	10-11	Торможение со скорости быстрого хода

Таблица 3 - Таблица сил на каждом участке

№ участка	Сила на каждом участке F?i, Н	Время на каждом участке ?ti, с
	формула	значение	формула	значение
1 (0-1)	F0-1 = Fd + Ftv'	7,287 · 103	t0-1 = tp	0,072
2 (1-2)	F1-2 = Ftv'	500		0,612
3 (2-3)	F2-3 = -Fd + Ftv'	-6,287·103	t2-3 = tраб	0,0712
4 (3-4)	F3-4 = Ftv'	500		1,13
5 (4-5)	F4-5 = Ftv'+ P0	7,083 · 103		26,894
6 (5-6)	F5-6 = Ftv'+P0	1,037 · 104		594,596
7 (6-7)	F6-7 = Ftv'+ P0	3,791 · 103		26,894
8 (7-8)	F7-8 = -Fd + Ftv'	-6,287·103		0,00077
9 (8-9)	F8-9 = -Fd -Ftv'	-7,287 · 103		0,072
10 (9-10)	F9-10 = - Ftv'	-500		7,488
11 (10-11)	F10-11 = Fd - Ftv'	6,287·103		0,072
Сумма:	657,9

По данным таблицы 4 найдем среднеквадратичную силу, равную

где t_ц - время цикла, равное:

t_ц = t_0-1 + t_1-2 + t_2-3 + t_3-4 + t_4-5 + t_5-6 + t_6-7 + t_7-8 + t_8-9 + t_9-10 + t_10-11 + t_mo,

t_ц = 0,072+ 0,612+ 0,0712+ 1,13+ 26,894+ 594,596+ 26,894+ 6,168 + 0,00077+ 0,072+ 7,488+0,072+ 60 = 717,9 с,

Рисунок 4 - График зависимости скорости от перемещения



Рисунок 5 - Диаграммы скоростей и сил

Рисунок 6 - График зависимости скорости от силы

4. Выбор параметров винта и определение передаточного числа

Нам необходима динамическая грузоподъемность винта, удовлетворяющая наибольшей силе подачи стола. При этом винт должен выдерживать максимальную нагрузку. По этим условиям предварительно выбираем винты диаметром d₁ = 25 мм и d₂ = 32 мм.

Выбирали винты по динамической грузоподъемности, их характеристики:

1. Диаметр винта: d₁ = 25 мм.

Шаг винта: ф = 10 мм.

Жесткость винта: G = 420 Н/мкМ.

Момент холостого хода: М_хх = 0,2 Н·м.

2. Диаметр винта: d₁ = 32 мм.

Шаг винта: ф = 5 мм.

Жесткость винта: G = 590 Н/мкМ.

Момент холостого хода: М_хх = 0,4 Н·м.

Частота вращения двигателя, соответствующая скорости быстрого хода

Скорость при большей мощности равна скорости максимальной подачи V_max=S_bx=5000 мм/мин.

Найдем момент инерции винта

,

где m_v - масса винта, кг.

,

где L_v - длина винта, принимается 1,5 от длины перемещения стола.

L_v = 1,5 · 630 = 945 мм,

с_ст = 7800 кг/м³,

Номинальный момент двигателя при КПД двигателя з_дв = 0,9

Скорость двигателя подачи при скорости быстрого хода

Скорость двигателя подачи при рабочей скорости

5. Выбор электродвинателя комплектного электропривода

По значениям номинального момента двигателя Мном1 = 16,923 Н·м и Мном2 = 8,461 Н·м выбираем двигатели 2ДВУ165М и 2ДВУ165S соответственно.

Длительный момент

Мдл1 = 17 Н·м,

Мдл2 = 13 Н·м.

Максимальный момент

Мmax1 = 2· Мдл1 = 2·17 = 34 Н·м,

Мmax2 = 2· Мдл2 = 2·13 = 26 Н·м,

Момент трения двигателя

Приведем массу винта к массе стола

m'н1 = Jн1·i1 = 2,827·10^-4 ·628,319 = 111,595 кг,

m'н2 = Jн2·i2 = 7,588·10^-4 ·1257 = 1198 кг.

Момент трения двигателя и подшипников, приведенный к силе трения стола

Ftrd1 = Mtr1·i1 = 1,523·628,319 = 956,945 Н,

Ftrd2 = Mtr2·i2 = 0.762·1257 = 956,945 Н.

Момент инерции двигателя (желаемый)

Jdvig1 = 51 · 10^-4 кг/м2,

Jdvig2 = 39 · 10^-4 кг/м2,

Мdvig1 = Jdvig1·i1 = 51·10^-4 ·628,319 = 2013 Н·м.

Мdvig2 = Jdvig2·i2 = 39·10^-4·1257 = 6159 Н·м,

Mvd1 = Mdvig1 + m'н1 = 2013+ 111,595= 2125 кг,

Mvd2 = Mdvig2 + m'н2 = 6159+ 1198= 7457 кг.

два типа двигателя и выберем тот, который имеет лучший запас по скорости и усилию.

Двигатель 2ДВУ165M, его характеристики:

Номинальная частота вращения, N_max1 = 2000 об/мин;

Номинальное напряжение питания, U_nom = 110 В;

Момент инерции, J_d1 = 51 · 10^-4 кг/м²;

Масса, m_dvig1 = 19 кг;

Момент номинальный, M_nom1 = 17 Н·м.

Двигатель 2ДВУ165S, его характеристики:

Номинальная частота вращения, N_max2 = 2000 об/мин;

Номинальное напряжение питания, U_nom = 110 В;

Момент инерции, J_d2 = 39 · 10^-4 кг/м²;

Масса, m_dvig2 = 16 кг;

Момент номинальный, M_nom2 = 13 Н·м.

Номинальная частота вращения двигателей

Определение силы подачи

F_{подачи1} = M_nom1 · i₁ = 17 · 628,319 = 1,068 · 10⁴ Н,

F_{подачи2} = M_nom2 · i₂ = 7 · 1257= 1,633 · 10⁴ Н.

Угловая скорость двигателей

Скорость подачи двигателей при различных передаточных отношениях

Подставив полученные значения сил подачи F_{подачи1} и F_{подачи2} и соответствующие им подачи двигателей V₁ и V₂ в график зависимости скорости от силы можно сделать вывод, что значения силы в точке 1 в отличие от 2 обеспечивает оптимальную скорость, но при этом проигрывает в силе.

Окончательно принимаем двигатель 2ДВУ165М.

Двигатель вентильный с постоянными магнитами, поэтому управление только по якорю.

Мощность электродвигателя, примерно

Напряжение номинальное принимаем U_nom = 110 В

КПД двигателя, в долях з_d = 0,7.

Ток номинальный

Поток номинальный

R_яц = R_яд+R_vt+R_vd,

R_яц = 1,427+0,692+0,087 = 2,206 Ом.

Ток короткого замыкания

6. Перевод в относительные единицы

Момент трения винта на холостом ходу М_хх = 0,2 Н·м.

Момент трения двигателя М_tr = 1,523 Н·м

Масса консоли Мct=2932 кг.

Скорость двигателя подачи при скорости быстрого хода n_d=500 об/мин.

Сила трения в шарико-винтовой паре, приведённая к столу

Постоянная механическая

Число пар полюсов принимаем равным р = 4.

Частота пульсации поля, Гц

Период оборота ротора один электрический оборот, с

Самый неблагоприятный случай 15 градусов

Постоянная якоря, с

Частота ШИМа принимается равной f_him = 7500 Гц.

Для блока преобразователя, время запаздывания преобразователя

Для блока преобразователя, постоянная фильтрующей цепи

Тф = 2фр = 2·1,333·10^-4 = 2,667·10^-4 с.

Определим постоянные времени регулятора тока

Частота среза контура регулирования тока (КРТ)

Т₃ = Тф = 2,667·10^-4 с.

Частота среза контура регулирования скорости (КРС)

,

Коэффициент регулятора скорости K_рс

За базу напряжения принимаем номинальное напряжение двигателя

За базу тока принимаем ток короткого замыкания двигателя

I_b = I_kz = 49,867 А.

Ток номинальный, в относительных единицах



За базу момента берём момент короткого замыкания двигателя

M_b = M_kz = kФ· I_kz = 1,471·49,867 = 73,33 Н·м.

F_b = M_kz · i₁ = 73,33 ·628,319 = 4,607·10⁴ Н.

За базу скорости принимаем скорость холостого хода двигателя

.

За базу пути принимаем путь, пройденный столом на холостом ходу двигателя

Напряжение питания системы управления U_пит=15 В.

Базовое напряжение датчика тока

U_дтб = К_дт·I_kz,

U_дтб = 1,008·49,867 = 50,265 В.

Базовое напряжение датчика скорости

U_дсб = К_дс·щ_b,

U_дсб = 0,057·74,8 = 4,285 В.

Таблица 4 - Выбор базовых величин

Величина	,	, , ,			, , , ,
База	Uном	Мк.з.	0	Iк.з.	Uб = 0,8Uу
Значение	110 В	73,33 Нм	74,8 рад/с	49,867 А	12 В

Все величины, необходимые для моделирования, переведены в относительные единицы. Для удобства расчеты сведены в таблицу 5.

Таблица 5 - Перевод значений в относительные единицы

Название, размерность	Пояснение	Значение	Расчетная формула	Базовое значение	Результат
Сила Fi, Н	сила трения, Fтр0	500		46077	0,011
	наибольшая сила, Fmax	11000			0,239
	сила резания, P0	9873,98			0,214
Путь Si, мм	путь врезания и выхода сверла, Sвр.	23,8		119,048	0,2
Частота вращения , рад/с	быстрого хода, щбх	52,36		74,78	0,7
	рабочая, щраб.	0,556			0,00744
	максимальная двигателя, щmax.	209,44			2,8
Момент Мi, Нм	трения двигателя, Mтр.дв.	1,523		73,33	0,021
	номинальный, Мн	17			0,232
	максимальный, Mmax.ст. + Mтр.дв	35,523			0,484
Скорость подачи, мм/мин	быстрого хода, Vбх	5000		7143	0,7
	рабочая, Vраб.	53,098			0,00744

7. Моделирование электропривода в пакете «VISSIM»

Оценку качества управления процессом металлообработки целесообразно выполнять методом математического моделирования в программе «VisSim». Данная оценка проводится по показателям качества при переходных процессах, которые возникают при изменении управляющих и возмущающих воздействий. Управляющим воздействием в ЭП по системе «управляемый преобразователь-двигатель» является задающие напряжение, в зависимости от которого происходит пуск, торможение и реверс двигателя. Возмущающим воздействием, в частности, является изменение по величине или направлению действия (знаку) момента статических сопротивлений.

Структурная схема электропривода с отрицательной обратной связью по скорости в относительных единицах приведена на рисунке 7.

Рисунок 7 - Структурная схема электропривода с отрицательной обратной связью по скорости в относительных единицах

Из рисунка 7 видно, что данный электропривод состоит из регуляторов скорости и тока, тиристорного преобразователя, якорной цепи и двигателя. Регуляторы скорости и тока предназначены для регулирования скорости и тока по оптимальному закону. Звенья «Якорная цепь» и «Двигатель» реализуют реальный двигатель вместе со всей механической частью привода с учетом его электромагнитной и механической инерционности.

Математическая модель для анализа переходных процессов в программе «VisSim» включает в себя все звенья структурной схемы электропривода, приведенной на рисунке 7. Ниже подробнее рассмотрены блоки, входящие в модель для анализа переходных процессов.

Произведем настройку системы электропривода подчиненного регулирования.

В первую очередь настроим регулятор тока (РТ). Для этого обрываем обратные связи по скорости и по ЭДС двигателя и на вход регулятора тока подаем единичный сигнал.

Постоянную времени Т₃ подбираем как наибольшую постоянную времени среди Т_я, ф, Т_ф (Т₃=2,667 ·10^-4 с).

Постоянная времени Т₄:

Частота среза контура регулирования тока (КРТ)

При Т₄=8 ·10^-4 запас устойчивости по фазе ?ц=69⁰. Настроим РТ на ?ц=55⁰. Переходный процесс тока якоря представлен на рисунке 8.

Настраиваем РТ на ?ц=55⁰,при этом Т₄=0,0004 с.

Произведем настройку регулятора скорости (РС). Для этого замыкаем обратные связи по скорости и ЭДС двигателя. Сначала настраиваем пропорциональный канал РС.



Рисунок 8 - Переходный процесс тока якоря при ?ц=55⁰

Подбираем значение коэффициента РС Крс=5. При этом переходный процесс скорости имеет вид, представленный на рисунке 9.

Рисунок 9 - Переходный процесс скорости двигателя при Крс=5

Настраиваем интегральный канал РС. Подбираем Трс таким образом, чтобы не допустить уход РС в насыщение. В результате настройки принимаем Трс=0,0007 с. Запас устойчивости ?ц=50⁰. При этом переходный процесс скорости имеет вид, представленный на рисунке 10.

Настраиваем РТ на ?ц=55⁰,при этом Крс=7.

Добавим защиту по току, получим переходный процесс скорости двигателя, представленный на рисунке 11.

Настроим задатчик интенсивности. На рисунках 12 и 13 представлены переходные процессы скорости двигателя и напряжение РС при подобранном коэффициенте задатчика интенсивности Кзи.

Рисунок 10 - Переходный процесс скорости двигателя при Т_рс=0,0007 с.

Рисунок 11 - Переходный процесс скорости двигателя с токовой защитой



Рисунок 12 - Переходный процесс скорости двигателя при К_зи=17,42

Рисунок 13 - Напряжение РС при К_зи=17,42

На рисунке 14 представлены переходные процессы скорости двигателя и тока якоря настроенной системы.

На рисунках 15 и 16 представлены реакции скорости двигателя и тока якоря на нагрузку.



Рисунок 14 - Переходные процессы скорости двигателя и тока якоря настроенной системы

Рисунок 15 - Реакция скорости двигателя на нагрузку

На рисунке 17 представлена механическая характеристика электропривода (зависимость V=f(F) ).



Рисунок 16 - Реакция тока якоря на нагрузку

Рисунок 17 - Механическая характеристика электропривода (зависимость V=f(F) )

На рисунке 18 представлены графики скорости и силы от пути, полученные по модели:



Рисунок 18 - Графики скорости и силы от пути, полученные по модели

Разгон до скорости быстрого хода показан на рисунке 19.

Рисунок 19 - Разгон до скорости быстрого хода

На рисунке 20 представлен процесс торможения до рабочей скорости.

Рисунок 20 - Процесс торможения до рабочей скорости

На рисунке 21 представлен процесс появления силы резания.

Рисунок 21 - Процесс появления силы резания

Смоделируем «биения» сверла при сверлении, добавив в модель синусоидальную составляющую для силы резания. На рисунке 22 показана сила резания и скорость, полученные при «биениях» сверла.

Рисунок 22 - Сила резания и скорость, полученные при «биениях» сверла

На рисунке 23 представлено влияние «биения» резца при врезании в деталь на механическую характеристику.

Рисунок 22- Влияние «биения» резца при врезании в деталь на механическую характеристику

Как видно из рисунков, при введении в модель синусоидальной составляющей, сила резания вместо постоянного значения 9873 Н варьируется в пределах от 9379 Н до 10367 Н при амплитуде синусоидальной составляющей 5 %. Чтобы уменьшить это «биение», необходимо подобрать материл и форму сверла таким образом, чтобы амплитуде синусоидальной составляющей имела как можно меньшее значение.

В таблице 6 приведены расчетные параметры привода и параметры, полученные по модели.

Таблица 6 - Результаты расчетов

Параметр	Расчетное значение	Практическое значение	Относительная погрешность, %
Скорость быстрого хода Vб.х., мм/мин	5000	5000,25	0,005
Рабочая скорость Vраб., мм/мин	53,09	53,21	0,23
Сила резания Р0, Н	9873,98	9863,29	0,11
Путь разгона до Vб.х., S0-1, мм	3	2,4	25
Путь торможения до Vраб., S2-3, мм	2,99	1,4	113,57
Путь врезания сверла в деталь, мм	23,3	23,2	0,43

Как видно из таблицы 6, расчетные и практические значения скоростей и сил практически не расходятся, а значения погрешности расчета пути имеют большее значение. Это можно объяснить тем, что при расчете времени разгона, торможения и врезания в деталь, соответствующие пути принимались случайными.

Заключение

электродвигатель винт механический динамический

Таким образом, в ходе выполнения курсового проекта был произведен расчет электропривода подачи многооперационного металлорежущего станка.

Были рассчитаны и построены циклограммы и нагрузочные диаграммы работы электропривода, сформирована желаемая механическая характеристика электропривода.

Был произведен выбор передачи винт-гайка по максимальной силе подачи и выбор электродвигателя по номинальному моменту. Приведенная масса винта и двигателя составила 111,595 кг, при этом масса консоли составляет 2932 кг. Выбранный двигатель был проверен по длительно и кратковременно возможным перегрузкам.

Затем была составлена структурная схема электропривода, произведен расчет его параметров, и на их основе составлена модель привода в программе «VisSim».

С помощью данной модели была настроена система управления электроприводом и произведена оценка работы полученного привода.

Полученная модель электропривода позволяет оценить надежность и точность работы привода. Так, например, возможно более точно определить участки разгона, торможения и врезания в деталь. Модель позволяет оценить колебания скорости подачи и силы резания при врезании в деталь. Так, сила резания вместо расчетного значения 9873,98 Н колеблется в пределах от 9379 Н до 10367 Н. Скорость колеблется в пределах 2,5%. Также модель позволяет определить ограничения по току, получить механическую характеристику привода и по ней оценить силы, действующие в приводе.

Таким образом, полученный электропривод соответствует намеченным параметрам и допускает некоторую их вариацию при настройке системы управления под определенный режим работы.

Библиографический список

1 Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2/Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. 496 стр., ил.

2 Справочник по электрическим машинам: В 2 т. Т. 2 / Под общ. ред. И. П. Копылова, Б. К. Клокова. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 688 с.: ил.

3 Усынин Ю.С. Системы управления электроприводов: Учеб. пособие. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2001.-358 стр.

4 Электрический привод: учеб. пособие / В.В. Москаленко. - М.: Издательский центр «Академия», 2007. - 368 стр.

Размещено на Allbest.ru

...