Кузнецов Ю.Н. Станки с ЧПУ (986783), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Режимы 33....об также можно рассматрнв частные случаи этих режимов. При таких режима тель предварительно выбирают по номинальной и М. при известной максимальной мощности, рассч по формулам (4.1), (4.2), нли определяемой по н ному графику работы станка! Мн пв Мд и!вх/Лн где Л 0,72 л!, — коэффициент перегрузки, при рительном выборе можно принимать Л = 1,5. П тельно выбранный двигатель проверяют на нагрев средних потерь по следующему условию: ЬМ ~~АМ р где /!̄— номинальная мощность потерь в двигат работе е номинальной нагрузкой в режиме 81; /1 М, !! — — 1); /дМ,р — средняя мощность потерь ц '!ч Работы станка, ЬМ„2,' ЛМ!/!//н; /! — пРодолжительность ! /-го цикла работы станка при мощности двигателя М,; !/ — число интегралов в цикле; ЬМ! = М!(1/!)! — 1)— мощность потерь в !-м интервале; ть !)! — КПД двигателя прн соответствующей мощности, определяются по каталогу (6!), При выборе двигателя по методу средних потерь для режимов 53...55 необходимо иметь в виду, что разгоны, торможения, простои ухудшают условия охлюкдения дви- гателя, что учитывается при расчете ЛМ,р (87).
Когда в процессе обработки детали на станке с ЧПУ приходится бесступенчато регулировать частоту вращения в широком диапазоне, а электродвигатель постоянного тока имеет диапазон Кн ( Й„, т, е. не позволяет вести обработку в зоне 11 (рис. 4.3) при Л'„= сонэ!, то применяют комбини- рованный привод, представляющий сочетание двигателя постоянного тока с бесступенчатым регулированием и сту- пенчатой коробки передач. В этом случае общий диапазоя регулирования частот шпинделя: Ал = Ру Йстэ (4.7) где !7„ — диапазон регулирования ступенчатой коробки передач. Если Р„ < 8, то можно использовать одну группу передач (!г„= Р„~).
Если Р ~ 8, то используют две группы передач Яет = Имйг2). Чтобы спроектировать ступенчатую структуру привода, бесступенчатую структуру двигателя представляют как фиктивную ступенчатую структуру со знаменателем ~р, в которой число ступеней рэ= ~ +1 (4.8) 1л' фиктивная структура принимается основной группой с ха- рактеристикой хф =!. Тогда характеристика 1 группы ступенчатой структуры к, = рю а характеристика 11 груп- пы подбирается из условия достижения необходимого диа. назона И„, С учетом фиктивной группы общее число ступеней частот амщ = раз = ра(хэ = 1) р, (х, ра) р, (х,), (4.9) где р„р, — количество передач соответственно в 1 и П группах ступенчатых передач; а = р,р, ъ!Ф,Лй)Ь число передач ступенчатой структуры; х,— характерис- тика ! ! группы, которую необходимо определить.
Лля определения х находим Ин = ~рмо'~-'>, затем ~'т Р~х= — -+., Так как Им =<р"'г ", то и !а лм ~я~ Гг. — Л ' !$7 Г' ! ! С:3-т/ 1 ! г — -! 2 г 3 1 ) ! !г Ся! 1 ЧПУ! ! 1 1 à — -1 2 ! ! ! Рис. 4.4, Принципиальные пользованием: а — колкровапив позиций„ ив контрольнаа цепь; й — узел об Б — вубчатаа или ремениаа «е ройетво кодировании положени влемент; И вЂ” магнитнмй датчи Чтобы избежать зон гулирования, необходимо принимать х, = рл — 1. В ступенчатой структуре для снижения шума и обеспечения требуемой точности станка необходимо выдерживать максимально допустимые окружные скорости передач: для прямозубых колес в переключаемых передачах при и, «1500 мин-' не более 9 м/с; для косозубых в станках нормальной точности при а,„~ 2500 мин ' не более 14 м/с; для ременных передач в высокоточных станках при и ~2500 мин-' не более 25 м/с.
Для фиксированного останова шпинделя от системы ЧПУ применяют дополнительные цепи ориентирования (рис. 4,4), Лля сокращения времени проектирования приводов главного движения применяют ЭВМ [32). Подсистема «т лавный привод» входит в общую САПР.
Она предназна- чена для синтеза кинематической структуры, проектных и проверочных расчетов элементов привода с электродвигателями переменного и постоянного тока н механической коробкой скоростей в режиме диалога между конструктором и ЭВМ. Использование графопостроителя позволяет выполнить графическое изображение сетки, эскизов развертки и свертки коробки скоростей. 4.3. Выбор и расчет привода подач В станках с ЧПУ последним звеном кинематической цепи привода подачи являются тяговые устройства, которые должны удовлетворять следующим требованиям: обеспечивать заданный закон перемещения и скорости; иметь высокий КПД; обладать высокой жесткостью, которая является одной из главных характеристик и влияет на статические и динамические погрешности исполнительного узла; иметь малый момент инерции, что определяет быстродействие привода и точность обработки; обладать высокой чувствительностью к малым перемещениям; не образовывать зазоры, когда под действием внешней нагрузки имеет место раскрытие стыков; иметь минимальный износ в процессе эксплуатации.
Первоначальным этапом расчета привода является выбор двигателя. Исключение силового редуктора в приводах подач станков с ЧПУ обусловило снижение общего момента инерции механизма и увеличение допустимого аля привода по условиям механической прочности ускорения. Это обеспечило сокращение времени переходных процессов, увеличение производительности станков, улучшение качества обработки вследствие повышения быстродействия. Исходными данными для выбора двигателя привода по. дачи служат: силы трения в опорах, направляющих и в передаче; передаточные отношения механических звеньев привода (коробки подач, винтовой пары, передачи рейка- шестерня и т, д.); масса перемещаемого органа вместе с де.
талью или другим органом; моменты инерции механических звеньев; КПД механических передач; скорости быстрого хода и установочных перемещений, а также диапазон рабочих подач; нагрузки и т, д. Последовательность выбора включает Пб, 675 1. Определение скоростей двигапля )б9 для передачи винт-гайка пх оир/Гвв для передачи рейка-шестерня он р/и !у~ (4.1 1) (4.12) где Авве, /в, /„— приведенные моменты инерции преобразовательного механизма, ходового винта н зубчатой передачи .
3. Определение моментов двигателя М„= М„+ М„„„, (4.14) где ̄— статический момент, определяемый усилием, передаваемым в направлении подачи при установившемся движении рабочего органа; М „, — динамический мо мент. При резании статический момент равен сумме моментов от составляющих сил резания Мр„, и трения М,р в подвижных звеньях: Мст = Мрет + Мтр' (4.1 5) /(ля вертикальных и наклонных осей координат должен быть учтен дополнительный момент на двигателе Са от полной или неуравновешенной части силы тяжести пере мых узлов.
Момент иа двигателе от сил трения складывается ментов трения в направляющих М.,„р, в паре винт— М, и подшипниках ходового винта Мввх от предвар ного натяга мещаев из могайка итель- (4.16) /11тр Мвввр + Мв + Мввдв~ При повторно-кратковремешюм режиме двигатель выбирается не по М„, а по моменту Мс, — — Мст ПВ/100т (4,17) где /в — шаг винта; 0 — диаметр шестерни; о — скорость перемещения рабочего органа; ир — передаточное отношение кинематической цепи от двигателя до рабочего органа.
2. Определение моментов инерции, приведенных к валу двигателя, ./ =,/,„+ У„+ У„, (4.13) л,мой~ 2ИО 2000 2200 ВО0 400 20 220 д(й.м О 00 ааа хил,~ а Рис. 4.5. Примеры, механических характеристик электродвигателей постоянного тока: а — фнрмы «Рапи«« б — отееестаенного производства; зоны: ! — ллнхельноа работы; х — хратховремевноа работм; а — работы и переходных режнмах где П — продолжительность включения двигателя, и и Ф ПВ = ( Х грь 100 %)l( ~~~ Гр! + ~л 1о!), (4 18) где 1рс — продолжительность !'-го этапа работы привода; 2о! — продолжительность 1-й остановки; и — число этапов работы за цикл; Й вЂ” число остановок за цикл.
В зависимости от режима работы предварительно выбирается двигатель по М„или М,',. Затем по таблицам технических данных и механической характеристике М = = 1(л) (рис. 4.5) продолжительного и повторно-кратковременного режимов работы для принятого двигателя выбирают все параметры, необходимые для проведения дальнейшего расчета. Динамический момент в приводе двигателя постоянного тока: Мд„„=*(Ух+Ха)е, (4.19) где 2д — собственный момент инерции двигателя; ив ускорение, развиваемое двигателем. При разгоне двига« теля по экспоненциальному закону е = 0,63 сон!Тм, где охв — угловая скорость вала двигателя, соответствующая движению рабочего органа на быстром ходу; Т,— электромеханическая постоянная времени двигателя.
В результате проведенных расчетов определяется момент двигателя М, в переходных режимах, необходимый !е! для преодоления сил трения и сообщения инерционным массам механизма заданного ускорения, момент двигателя М, в установившихся режимах на рабочих подачах по преодолению сил тренин и составляющей от силы резания при обработке детали и момент двигателя М, в установившемся режиме при быстром ходе~ Мг Мгг+ Мднн' Мя Май+ Мгэ~ МЗ %ф. ПО рассчитанным Мм Мм Мг и частотам леь лрл там прх вь выбирают двигатель привода, параметры которого должны удовлетворять следующим неравенствам.
Мх -«Мг', М.»М,; Ма.~Ма' а ~лз. Если предварительно выбранный двигатель не удовлетворяет хотя бы одному из приведенных неравенств, то надо выбрать двигатель больших габаритов и повторить расчет, 4.4. Расчет точности конечных наложений рабочего органа поступательного действия Рабочими органами поступательного действия являются суппорты, элементы транспортно-загрузочных устройств (таитовые столы, палеты), подвижные шпиндсльные бабки и др.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
