Задание 1. Электропривод продольно-строгального станка

Продольно-строгальный станок (ПСС) относится к классу металлорежущих станков. Они служат для обработки металлов резанием. Обработка заготовки производится путем снятия стружки, в результате чего заготовка принимает форму, близкую к требуемой (черновая обработка) или совпадающую с ней (чистовая обработка).

В ПСС главным движением является передвижение стола, на котором крепится обрабатываемая заготовка.

При строгании снятие стружки с заготовки происходит в течение прямого (рабочего) хода стола, при обратном ходе снятия стружки не происходит.

Электропривод получает питание от 3-хфазной сети переменного тока (напряжение 380 В, частота 50 Гц).

Продольно-строгальный станок рассчитан на обработку деталей весом (Gдет) при скорости прямого (рабочего) хода (Vпр), скорость вращения двигателя (Wдв).

Графики изменения усилий резания F(z) в функции скорости прямо­го хода (Vпр) и изменения к.п.д. передач (KPDмех) в функции (Vпр) представлены на рис. 1.2.

Вертикальная составляющая усилия резания F(y) составляет 30% от F(z), т.е. F(y) = 0,3·F(z).

Mu – коэффициент трения стола о направляющие; Gст – вес стола; Vобр – скорость обратного хода стола; L – длина хода стола; Lм – длина обрабатываемых заготовок; D – диаметр делительной окружности; H – ширина реечной шестерни (материал: сталь 45).

З – заготовка; С – стол; ЗР – зубчатая рейка; РШ – речная шестерня; Р – редуктор; СМ – соединительная муфта; Д – двигатель

Рисунок А.1 – Кинематическая схема привода стола продольно-строгального станка

 

Момент инерции редуктора и соединительных валов, приведенный к валу электродвигателя, составляет 25 % от суммарного момента инерции поступательно движущихся элементов кинематической цепи.

J – момент инерции полумуфты;

C – жесткость муфты.

Все остальные связи между элементами кинематической цепи счи­тать абсолютно жесткими. Разгон, реверс и торможение стола происходит при холостом ходе, т. е. с моментом статическим, который определяется весом стола и обрабатываемой детали.

По технологическим причинам вход резца в металл и выход происходит при понижении скорости (Vвх = Vвых). Обычно Vвх = 15 м/мин.

Таблица А.1

Пара-метр	Ед. изм	Номер варианта
Vпр	м/мин
Vобр	м/мин
Gдет	Кн
Gст	Кн
L	м	10.5			8.5	7.5		7.5			10.5
Lм	м	8.5		5.5	6.4	5.2			7.2	8.5
D	м	1.2	0.75	0.8	0.9	0.5	0.55		0.6	0.54	0.48
H	м	0.1	0.09	0.08	0.08	0.06	0.09	0.1	0.08	0.06	0.06
MU	б/р	0.07	0.05	0.08	0.06	0.05	0.008	0.07	0.05	0.08	0.06
Wдв	рад/с
J	кг·м2	10.5		13.4	8.5	7.6	4.2	13.2	9.1	4.8	3.5
C	Нм	1.25e7	1.0e7	0.8e7	1.1e7	8.0e7	0.14e7	1.45e7	2.0e7	1.7e7	13.5e7

Рисунок А.2 – Графики зависимости Fz= f (V_пр) и КПДмех= f (V_пр)

С целью повышения производительности время разгона и торможения привода стола должны быть минимальными исходя из допустимого ускоре­ния Адоп. Допустимое ускорение задается технологами исходя из качества обрабатываемого изделия (Адоп = 5 м/с²).