КШО Бочаров (1244845), страница 63
Текст из файла (страница 63)
Стоколов, 1960). Промышленное из ление электровинтовых дугостаторных прессов силой до 1; организовано на ПО ЧЗПА в 1962 г. Классификация. Электровинтовые прессы подразделяют 30.2) по типу привода на прессы с безредукторным и элек ханическим редукторным приводом; по конструкции статора тродвигателя — на дугостаторные и с круговым статором; по::. рактеру движения винта винтового рабочего механизма — в тельного (преимущественно), линейного (возможное, но не меняемое) и винтового (применяется в КНР) движения. Конструктивные особенности. Промышленное применение''" лучили прессы с безредукторным приводом (рис. 30.3, а) и с эл ' тромеханическим редукторным приводом (рис. 30.3, б). По сх'." (см. рис.
30.3, а) разгон ротора-маховика 2 с винтом 3 осущ ляется крутящим моментом статора 1 электродвигателя. Прим ют статоры круговые замкнутые или дуговые разомкнутые. В струкциях с редукторным приволом (см. рис. 30.3, б) враща ' "' нос движение маховику передается от одного или нескольких ав хронных электродвигателей специального исполнения с помо"" зубчатой передачи.
Другие конструктивные схемы рассмотре работах [5, 5Ц. 30.2. Основы теории и расчет параметров Основы теории. Основы теории электровинтовых прессов работаны (Ю.А.Бочаров, 1976) с учетом особенностей д торного электропривола (П.А. Фридкин, 1960). Кинематичес ' " динамические параметры электровинтовых прессов зависят,'."."',, механической характеристики применяемых специальных эле' родвигателей. В работе [51 предложена аппроксимация меха кой характеристики электродвигателей с дуговым статором ратичной параболой и разработана теоретическая основа для, " чета параметров движения рабочих частей электровинтовых сов.
Проектный расчет. При проектировании согласно ГОСТ 71",-,, 88 исходными являются номинальная сила г"„эффективная э '," гия Т„наибольший ход ползуна з, частота ходов ползуна в,;, нугу л, размеры стола, ползуна и др. Требуется определить ры винта, гайки, маховика, средний крутящий момент, с,', хронную угловую скорость, число пар полюсов и другие пар ры, необходимые для проектирования пресса и построения м'" нической характеристики специального электродвигателя для, вода.
Средний диаметр и размеры резьбы винта можно опред по формулам (27.23), (27.24), угол подъема резьбы 10 < а < 1, ' оптимальный — 12 30' [51. 334 Рис. 30.4. Расчетная схема злектровинтового пресса Средний номинальный крутящий момент специального электродвигателя, требуемый для сообщения рабочим частям пресса заданной кинетической энергии при разгоне вниз для прессов с уравновешивателем ползуна (рис. 30.4) Трл„.гйц ср асср 2ю т1„ч„ (30.2) / =- 27;~а'„, (30.3) где ы — максимальная угловая скорость маховика в конце разго- на 335 гле хр — коэффициент использования наибольшего перемещения для разгона, х = (0,6...0,7); ю — наибольший ход ползуна; п„— ередний КПД электродвигателя привода при разгоне, т|„= =' 0,30 ...
0,35; т)„— КПД винтового механизма (см. (27.28)). Пусковой момент электролвигателя (П.А.Фридкин, 1960), лгр = 1,8М . Приведенный момент инерции рабочих частей пресса «)и = (ЗО, И,гйа Здесь и„, — максимальная линейная скорость ползуна прес ' (е = 0,6...0,7 м/с). Момент ннерпии ротора-маховика К, =(0,8...0,9),/='Р~ (В'-а ), 32 (30. где р — плотность материала маховика; 7/„г(, 17 — высота, в ренний и внешний диаметры кольпевого обода ротора-махови "' Внутренний диаметр статора 1), = 21+ 26, где Л вЂ” радиальн зазор, а = 3...5 мм. С учетом номинального скольжения асинхронного электро гателя (е = 0,12...0,2) угловая скорость электромагнитного и статора должна быть ге, = ге /(1 — е) = чб/(2яП), (30.
где ч — круговая частота электрического тока, с ', ч = 2яг'= 2я50 е 13 — угол охвата двух статоров, рад, б = 20, = 2(1 ...1,2) рад; П число пар полюсов. На основании выражения (30.6) число пар полюсов эле двигателя тб(1 — е) ч~)(1 — е)г(,.гйа П— (30. 2шо„4яч Средняя требуемая мощность электродвигателя во время гона рабочих масс вниз согласно (30.2) и (30.6) )у )у 7:Фс ГОЛО /гр4з,,н,з),яП (ЗО, Д~и электродвигателей винтовых прессов с круговым (ко вым) статором в выражении (30.8) О = 2я. Для электровинтовых прессов без уравновешивателей м ползуна электродвигатель следует рассчитывать (выбирать) по с ней мощности, требуемой для возвратного хода рабочих ча которая обычно в 1,5 — 2 раза больше, чем полученная по (30.8~';:-:, Средняя выходная мощность электродвигателя Ф= Ф, (1 — ху), (ЗО., где зг — суммарные относительные потери мощности в маховике, для дугостаторного электродвигателя з-= 0,15 ...0,17, З 336 Активная средняя мощность, потребляемая электродвигателем из электрической сети: /у, = Ж/соз<р, (30.10) ~де сояр — коэффициент мощности, для пускового переходного Режима работы асинхронных дугостаторных электродвигателей винтовых прессов среднее значение соз<р = 0,35 ...
0,4. Активная поверхность статора 5, = Ф/(кр,), (30.11) Н, = Б,/(кР,). Данные для электротехнического расчета дугостаторного электродвигателя, построения его механической характеристики и эскизно-технического проектирования пресса приведены в работе 151. Расчет параметров движения. Для расчета параметров движения рабочих частей дугостаторных прессов конструкции ПО ЧЗПА использована параболическая аппроксимация механической хаРак1сристики дугостаторного электродвигателя с зубчатым ротором-маховиком [51 (рис. 30.5, а) М М М, М~ г Э вЂ” О (30.12) ~де ̄— пусковой момент электродвигателя, М„= (1,8 ... 2,0)М„; М~ —— (0,25 ... 0,26)̄— момент в конце разгона; со — угловая скоРость ротора-маховика в конце разгона; в — текущее значение угловой скорости.
При ходе рабочих частей вниз разгон ротора- маховика и других Рабочих частей (винта, ползуна с гайкой и верхней половиной штампа) в прессах без уравновешивателей массы ползуна выполня1от в два этапа. На первом этапе ротор-маховик разгоняется моментом М, электродвигателя до св, = (0,9... 0,95)а, а на втором этапе, после отклкзчения электродвигателя, сохраняет эту скорость или продолжает увеличивать ее до со, = оз за счет сил тяжести поступательно дв "жущихся рабочих частей (рнс. 30.
5, б). В прессах с уравновешивателем разгон происходит в течение одного этапа. уравнение движения рабочих частей для пресса без уравнове- щивателя =М: +Мв — М ° йо й (30.13) 337 гле х = 1 для кругового статора и 1с = 2 для статора с двумя дугами; р, — удельная мощность статора, Р, = 20 Вт/см'. Высота статора М, Мп г1 г2 ~ . б г4 г5 гл ги Рис.
30.5. Механическая характеристика дугостаторного электрода с зубчатым ротором-маховиком (а) и схема изменения угловой око го маховика злектровинтового пресса в течение машинного цикла Г„(': г, — г,, гм Г, — этапы цикла; го,— ге„— угловые скорости маховика а — + Ьго' — с = О, г)го г)г (304 где а=.7 =1,-еХ„+(ти+тв,) — '18'а; Ь= ' '; с= М„+ М"'. — М„. В результате решения уравнения (30.14), которое приведенФ; гл.
7, получены приведенные далее зависимости (5). Угловая скорость ротора-маховика 338 где М, — активный крутящий момент электродвигателя; Мв .'. крутящий момент под действием сил тяжести; М, — крутяп з момент трения при разгоне, М., = ~ М, (М, — крутящий мо гы трения в упорном подшипнике опоры винта в станине; Мт —:,:",.
же в соединении (резьбе) винт — гайка; М, — привеленный мент силы трения в направляющих ползуна). Подставляя значения активного крутящего момента зле двигателя согласно (30.12) и крутящих моментов сопротивл ' ', в уравнение (30.13), после группировки членов получим расс ренное ранее (см.
гл. 7) дифференциальное уравнение типа ти неполного В выражениях (ЗОЛЗ) — (30.15) для пресса с уравновешивателем Мс = О. С увеличением времени разгона угловая скорость ротора-маховика повышается, приближаясь к установившемуся значению в„ ~/сЬ которое получится, если принять в (30.15) ~ — > . Тогда гп — г = 1 а и установившаяся угловая скорость а = в„= ~ —. В злектровинтоГс 1(Ь' вых прессах с целью сокращения времени разгон маховика прекращают раньше, чем будет достигнута установившаяся скорость и в -- (0,8...0,85)а„.
Линейная скорость ползуна в функции времени согласно (30.15) с =- а — ' 18а, в функции перемещения И,. 2 и = — 'тих — 1 — ехр — — з (30.16) Перемещение ползуна (30.17) Ускорение ползуна (30.18) Время разгона ротора-маховика до угловой скорости а — — агг)г — '" (30.19) 2,/с7Ь,~с/Ь Как видно из диаграммы относительных параметров движе"ия (см. рис. 7.4), движение носит неусгановившийся характер с "временным ускорением. Наиболее интенсивный разгон происк'сЬЬ ходит в интервале относительного времени т = г = 0...1.
Двна 339 жение рабочих частей пресса происходит с большими потерями -,' энергии из-за скольжения ротора: от 100 до !5% относительно-'т электромагнитного поля статора. Для уменьшения потерь энер-:й :'.$ гии применяют преобразователи частоты электрического тока..;,~ После отключениЯ электРодвигателЯ пРи Г = 6 и вр < (в — вв) У",, прессов без уравновешивателя приобретенная рабочими частями'".;, пресса скорость практически сохраняется, так как создаваемый::~ силой тяжести крутящий момент примерно равен моменту тре-.~ ния М, = М, -') Полное время разгона при движении вниз 1„, = гв+ г,. 'л При возвратном ходе рабочих частей вверх маховик сначала раз-',"3 гоняется электродвигателем до угловой скорости гв„(см.
рис. 30.5, ' б), затем электродвигатель отключается и маховик продолжает:,'"; движение по инерции. В это время угловая скорость маховика по-'::,', нижается до со4 под действием момента сопротивления, и включе-:-'; нием тормоза происходит торможение маховика до его полной6 остановки. Расчет параметров движения рабочих частей вверх проводится":: аналогично рассмотренному для движения вниз [5, 281.
Перед рабочим ходом электродвигатель должен быть отключен:,*" и ударное воздействие на заготовку происходит со скоростью," 0,5 ...0,6 и/с. Трансформирование кинетической энергии вращаю-",!".: шихся и гюступательно двигающихся рабочих частей в работу де-",' формирования поковки сопровождается упругой линейной и уг'-'', ловой деформацией частей пресса и динамическими процессами:,- ((О.А. Бочаров, А. В. Власов, 1981), в результате которых проис!' ходит искажение формы штампового пространства 1561 и реак-'.!: тивное нагружение Фундамента.
Задачи оптимизации конструкции, повышения долговечноспЁ!. и надежности основных деталей, отслеживания параметров про-;-;;:. цесса деформирования заготовки и организации обратных связей' при программном адаптивном управлении 1361 решаются на ос-';-;, нове динамической модели, составленной в виде двух (линейнаЖ-',;: и угловой) подмоделей, связь между которыми осуществляетсй';" винтовым рабочим механизмом. Энергетический расчет и КПД.
Основные потери энергии прох! исходят в электродвигателе в связи с пусковым режимом его ра.'-,",„ боты. Полезная запасаемая энергия привода всегда будет меньшч.".':; половины затраченной, а активная энергия, затраченная из сети'.,' будет в 1/сов ~р больше энергии, подведенной к выводам электр,.:::,' двигателя (коэффициент мощности сов ср = 0,35 ...0„4).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
