Учебник - КШО - Живов (1031225), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Расчет энергетических параметров кривошипных прессовсилы после достижения максимума имеет более пологий вид, чем график жесткости (например, при вытяжке из листовой заготовки, резке на гильотинных ножницах с косыми ножами), происходит полный возврат потенциальной энергииупругой деформации при разгрузке пресса:А^упр= о ^рд/'^'-^^ max ^ * шах*Т. е.
фактический расход энергии на рабочий ход уменьшается на эту величину.Если же на графике Р^ =f(S) максимальной силе Р^пах соответствует крайнееположение механизма (например, при чеканке, прессовании, объемной штамповке), то, как известно, в начале обратного хода необходима дополнительнаяэнергия. В этом случае почти вся потенциальная энергия упругой деформациипресса теряется в зоне «мертвого трения», определяемой углом а^.4.5, Выбор электродвигателя и маховикаРешающим фактором при выборе системы привода кривошипных прессовявляется экономическая целесообразность в сочетании с техническими требованиями. Большинство кривошипных прессов оборудовано маховиковым приводомс асинхронным трехфазным электродвигателем с короткозамкнутым ротором.Предпочтение, оказываемое этому типу электродвигателей, объясняется простотой их устройства, невысокой стоимостью, надежностью и безопасностью работы.Освоен промышленный выпуск различных модификаций асинхронных электродвигателей: с фазным ротором, с повышенным скольжением, многоскоростные спереключением полюсов и др., что позволило расширить область их применения.Определенными преимуществами обладает привод от электродвигателя постоянного тока:1) возможностью бесступенчатого электрического регулирования числа ходовползуна и угловой скорости кривошипа на холостом ходу и в период рабочего хода;2) отсутствием необходимости в установке муфты включения и маховика.Внедрение в качестве преобразователей тока германиевых и кремниевыхдиодов позволило значительно снизить стоимость привода.Применение электродвигателей постоянного тока технически целесообразнов прессах с растянутым во времени рабочим ходом - прессы для горячего прессования профилей, ножницы с тянущим резом и т.
п., а также в листоштамповочных прессах-автоматах универсального назначения. В первом случае этообъясняется необходимостью соблюдения заданных режимов скорости движения исполнительного органа, во втором - необходимостью плавной регулировкив широких пределах числа ходов пресса.В кривошипных прессах целесообразность привода с маховиком вытекаетиз анализа пяти периодов его работы (рис. 4.5): 1) при включении муфты; 2) припрямом холостом ходе; 3) при рабочем ходе; 4) при обратном холостом ходеи 5) после выключения муфты.135РазделI. КРИВОШИПНЫЕ ПРЕССЫM^lло_fвПСЙп_ 1Гt^^^/t^>^цРис.
4.5. График крутящего момента двигателяХарактерной особенностью работы привода является малая длительностьвторого периода, составляющая не более 0,03 t^. Незначительное различие значений М^ на втором, четвертом и пятом периодах позволяет привести графикМс =f(f) к двум участкам: 1) торможения маховых масс на общем пике нагрузкис преобразованием части их кинетической энергии в работу пластического деформирования и 2) разгона этих масс до конца технологического цикла.В более строгих расчетах особое внимание уделяют выбору оптимального соотношения между мощностью электродвигателя и моментом инерции маховыхмасс.
Однако выдержать его на практике не удается по конструктивным соображениям: а) размеры маховика должны соответствовать размерам пресса; б) обычно маховик выполняют совмещенным с муфтой; в) предельная скорость маховикаограничена. Поэтому на практике широко применяют упрощенные расчеты. Алгоритм их следующий.1. По затрачиваемой за один технологический цикл активной работе включения муфты, рабочего и холостых ходов рассчитывают среднюю мощность, отнесенную ко времени цикла. Номинальную мощность электродвигателя принимают как сумму мощностей активного и холостого ходов.2. Момент инерции маховых масс и собственно маховика определяют по заданной работе, а допустимую неравномерность вращения - на основе производственного опыта или расчетным путем с учетом экспериментальных коэффициентов.Номинальная мощность электродвигателя определяется суммарной мощностью активного TVp X и холостого TV^.x ходов полного цикла:дг^^ном=ш+ дг'^•^^р.х ' -^^х.х?где к - коэффициент запаса.Средняя мощность активного ходап л -\- Л'*вкл^вкл ^ ^ р .
хЛ^р.х =136Глава4. Расчет энергетических параметров кривошипных прессовгде «в^ - число включений муфты за цикл (в автоматическом режиме п^^ = 0).Средняя мощность холостого хода^' х.х ~ ^ х . х / ^ ц •Тогда номинальная мощность асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором^ ( ^ в к л ^ в к л ^ " ^ р . х З + ^х.?N^Коэффициент запаса к функционально зависит от номинального скольженияустановленного электродвигателя: чем меньше скольжение, тем ниже способность электродвигателя к перегрузке и, следовательно, тем больше должен бытькоэффициент запаса. В свою очередь скольжение должно соответствовать числу^Факт фактически используемых ходов пресса: чем больше число используемыхходов, тем меньше времени требуется для восстановления оборотов двигателя и,следовательно, меньше должно быть номинальное скольжение s^^^ (табл.
4.1).Таблица4.1. Значения коэффициентов /сиедля расчета мощности привода'^факт ' х о д / м и нДо 1515...50Св.50сном0,12...0,080,08...0,040,04...0,02к81,21,31,4...1,60,850,90,95Для прессов с ограниченной мощностью электродвигателячисло фактически используемых ходов п^^^^ =Рн^^'Для асинхронных электродвигателей с фазным ротором номинальная мощность снижается вследствие потерь, связанных с ухудшением условий вентиляции:N ном.фном.ф1 ном.ф•л^.где /?но^ ф - номинальная частота вращения электродвигателя с фазным роторомпо данным каталога; ^ном = ^^синхС^-^ном)' ^синх ~ синхронная частота вращенияэлектродвигателя с фазным ротором.В период рабочего хода работа электродвигателя, приведенная к валу ведущего кривошипа:^ э.к ~ ^^ном. ф ^рЧ п?где Г|п - к п д передачи.
Тогда работу маховика А^^^^ определяем из разности:137Раздел L КРИВОШИПНЫЕ ПРЕССЫА= Л —А^^мах^^р.х^^э.к*Как известно, маховик совершает работу ^4,^^^^ за счет кинетической энергииА[4зх? причем должно выполняться равенство^мах = А^4ах.(4.1)Отданная кинетическая энергия2где J^g^ - момент инерции маховых масс; Од^^^ - максимальная угловая скоростьмаховика перед началом рабочего хода (в пределах требуемой точности ее можно рассчитывать по номинальной частоте вращения маховика п^^^ ~ ^шы1'^)'^^min ~ минимальная угловая скорость в конце рабочего хода.Торможение маховика характеризуется коэффициентом неравномерностихода 5:s:_ ^max ~ ^min«ср«српри средней угловой скорости (О^р = {&^^ + co^in )/2 или средней частоте вращения «ep = («max-«min)/2.
ТоГДаД^мах ='^Max»cpS=^'„,305.Согласно уравнению (4.1),т'^^мах_(^«ср/ЗО) 5При заданном коэффициенте неравномерности хода частоту п^^ можно выразить через номинальную частоту вращения маховика:'2"- = бТ1'поэтомуКоэффициент 5 всегда значительно меньше единицы. Причем, чем выше коэффициент использования /?ц ходов машины, тем меньше значение 6. В пределах138Глава4.
Расчет энергетических параметров кривошипных прессовданной группы прессов меньшие значения коэффициента неравномерности хода5 должны отвечать машинам с большим номинальным числом ходов.В.П. Механик и И.В. Харизоменов установили соотношение для вычислениякоэффициента неравномерности хода, исходя из допускаемого нагрева электродвигателя в условиях однопикового графика нагрузки:где 8 - коэффициент, зависящий от соотношения между номинальным и критическим скольжением электродвигателя (усредненные значения г приведеныв табл. 4.1); ^-р^^^ - упругое скольжение ременной передачи, ^р^^^ = 0,01.Однако расчет момента инерции маховика требует дальнейшего уточнения всвязи с принятым при выводе формулы (4.2) допущением о мгновенном действии деформирующей силы в начале цикла. В действительности реальная нагрузка не является мгновенной, а растянута во времени и торможение маховикапроисходит при повороте кривошипа на угол ар.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
