Вибір приводного двигуна радіально-сверлильного верстата

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9216

Вибір приводного двигуна радіально-сверлильного верстата

Приймаємо попередньо як приводний двигун[11] асинхронний коротко-замкнутий одношвидкісний електродвигун 4А112М4УЗ фланцевого виконання М300 потужністю 5.5 квт (задана в завданні). Синхронна частота обертання його ротора дорівнює 1500 об/хв, а асинхронна, по якій будуть розраховуватися частоти обертання шпинделя nэд=1440 об/хв.
Виконуємо перевірку на достатність заданої потужності приводного двигуна. Для цього розрахуємо режими і сили різання So, V, n, Po, Mкр для найбільш навантаженої операції, що може виконуватися на проектованому верстаті. Такою операцією буде чорнове чи однократне свердління з максимальним діаметром D=50 мм, вуглерідних і легованих сталей з вр=800 Мпа свердлами зі швидкорізальної сталі. По [16,с.261-265, 276-281] значення подачі для прийнятих умов визначається по формулі:

So = Soт*Кsl*Ksж*Ksи*Ksd, (1.2)

де: Soт=0.60 мм/об (при однократному свердлінні з квалітетом JT12, діаметрі свердління 40-50 мм, сталі з НВ 160-240); Кsl=1.0 – при Lсв<3D; Ksж=0.75 – середня жорсткість системи; Ksи=1.0 – свердло з швидкоріжучої сталі; Ksd=1 – наскрізне свердління.

So = 0.6*1.0*0.75*1.0*1.0 = 0.45 мм/об

Приймаємо найближче менше значення з ряду подач проєктованого верстата So = 0.4 мм/об.
Швидкість різання визначається по формулі
(1.3)

При свердлінні конструкційної вуглеводистої сталі з σв=750 мПа, свердлом із швидкоріжучої сталі Р6М5 і подачі S>0.2 мм/об, з охолодженням коефіцієнти і показники степені у формулі (1.3) мають такі значення: Cv=9.8, q=0.4, y=0.5, m=0.2 [16, c.262, табл.2].
Коефіцієнт Kv складний і обчислюється за виразом

Kv = Kvм*Кvп*Kvі*Kvl*Кvз,

де Kvм= (750/ σв)nv , nv=0.9; Kvп=1 при поверхні заготівлі без корки; Kvі=1 - інструмент із швидкоріжучої сталі Р6М5; Кvl=1 при глибині свердління <3D, Кvз=0.75 при одинарному заточенні свердла . Стійкість свердла Т=90 хв при: діаметрі свердління D=41-50 мм, стальної деталі, свердлом із швидкоріжучої сталі.
Тоді
V = (9.8*500.4)•(750/729)0.9•1•1•1•0.75 = 23.18 м/хв

Частота обертання шпинделя

n=1000V/D = 1000 * 23.18 / 3.14*50 = 147.5 об/хв.

Приймаємо n=125 об/хв.
Зусилля подачі Ро, Н:

, (1.4)

Момент, що крутить, Мкр, Нм:

. (1.5)

Значення коефіцієнтів у формулах: Ср=68, См=0.0345, q p=1.0, qМ=2.0, Yp=0.7, Yм=0.8, Kp=(в/750)np, np=0.75. Тоді
Po=10*68*501*0.40.7*(729/750)0.75 = 17525.5 Н,
Мкр=10*0.0345*502*0.40.8*(729/750)0.75 = 405.7 Нм.
Ефективна потужність різання Nэф
Ne=Мкр*n/9750 = 405.7*125/9750 = 5.201 кВт
Необхідна потужність приводного двигуна з урахуванням потужності затрачуваної на подачу Nп і потужності холостих ходів Nх [14]
(1.6)
де К=1.25 – коефіцієнт короткочасного перевантаження двигуна, =0.75-0.85 – КПД привода (приймаємо 0.85).
Потужність, затрачувана на подачу

Nп = Q*S*n/6120000, Q = Ро + 2000Мкр*f / dшп, (1.7)

де f=0.15 – коефіцієнт тертя в шлицевому з єднанні шпинделя з гільзою коробки швидкостей, dшп=42 мм (рекомендується приймати приблизно рівним максимальному діаметру свердління).
Q = 17525.5 + 2000*405.7*0.15 / 42 = 19958.5 Н
Nп = 19958.5*0.4*125 / 6120000 = 0.167 кВт.
Обчислюємо потрібну потужність електродвигуна за виразом (1.6)
Nэд = 5.21/(1.25*0.85) + 0.163 = 5.067 квт.
Таким чином номінальна потужність електродвигуна 5.5 кВт цілком достатня для проектованого верстата.
Основні розміри обраного електродвигуна, необхідні для його вбудовування в проектований верстат, наступні:
-діаметр вала d=32 мм, довжина вала l=80 мм, шпонка b=10 мм;
- фланець – діаметр Dф=300 мм, товщина t=16 мм;
- посадковий виступ на фланці – діаметр D=230, висота h=4.0 мм;
- кріпильні отвори у фланці: кількість – 4, діаметр – 15 мм, на діаметрі 265 мм;
- загальні габарити: довжина L=452, максимальний діаметр Dmax=300 мм.