Вибір електродвигуна і його перевірка

2.2 Вибір електродвигуна і його перевірка

 

Двигун попередньо вибирається за найбільшому значенню потужності в режимі різання чи в режимі швидкого ходу. В нашому випадку це потужність в режимі різання Р_різ = 461,2 Вт.

Потужність вибраного двигуна повинна бут більшою за отриману потужність різання, але не набагато. Виконання цієї рекомендації для високомоментних двигунів постійного струму забезпечує краще узгодження двигуна з виконуючим механізмом у динамічних режимах роботи і зменшуючи число ступеней проміжного редуктору або навіть дозволяє відмовитися від його застосування. Вибираємо двигун, дані якого приведені у таблиці 2.2.1.

Таблиця 2.2.1

Попередній вибір двигуна

Тип	Pном, кВт	wном, рад/с	Uном, В	Мном, Н×м	Іном, А		Rяд, Ом	Jдв, кг×м2	Тяд, с	Тем, с
ДК1-5,2-АТ	0,52	105	110	5,2	6,5	5	1,35	0,0032	4,0	10

У верстатах з ЧПК при довжині переміщення менше 3-4 м використовується передача гвинт-гайка, що має ККД рівний 0,95 при відсутності натягу і 0,85-0,9 при наявності попереднього натягу. Відповідно у нашому випадку приймаємо h = 0,9.

Загальне передавальне число між виконуючим механізмом і двигуном дорівнює:

Де:w_дmax – максимальна швидкість двигуна, яку приймаємо рівну номінальній,

w_дmax = w_ном =105 рад/с;

 1/м;

Момент на валу двигуна, що розвивається під дією сили різання для передачі гвинт-гайка визначається:

 Н×м

Момент на валу двигуна від сил тертя складається з моментів тертя в направляючих і з моментів сил від попереднього натягу.

Момент тертя в направляючих визначається виразом :

Н×м.

Момент сил тертя в гвинтовій парі, що виникає в результаті попереднього натягу визначається :

Н×м

Момент опору на валу двигуна при робочій подачі визначається таким чином:

Статичний момент (момент опору) на валу двигуна при швидкому ході:

Необхідний динамічний момент на валу двигуна, який він повинен розвивати при розгоні до швидкості швидкого ходу дорівнює :

;

де J_д – момент інерції двигуна, = 0,0032 кг×м², (коефіцієнт 1,2 враховує приведений момент механічної передачі);

J_вм – приведений момент інерції виконавчого механізму;

e_д – прискорення вала двигуна.

Приведений момент інерції механізму:

 кг×м²

Прискорення вала двигуна:

 рад/с²

Необхідний динамічний момент на валу двигуна:

 Н×м

Відповідно, необхідний момент на валу двигуна для розгону до швидкості швидкого ходу дорівнює :

 Н×м.

Розраховані значення М₁, М₂ і М₃ повинні бути меншими за відповідні допустимі моменти двигуна М_доп1, М_доп2 і М_доп3 :

М_доп1 = М_доп2 =1,2× М_н = 6,24 Н×м;

М_доп3 = l×М_н = 5×5,2 = 26 Н×м.

Двигун обрано правильно, якщо виконуються всі умови:

М₁ < М_1доп;7,152 < 6,24не виконується;

М₂ < М_2доп;0,273 < 6,24виконується;

М₃ < М_3доп;4,917 < 26 виконується.

Даний двигун вибрано неправильно, вибираємо інший двигун, наступної стандартної потужності за каталогом, дані якого приведені нижче:

Таблиця 2.2.2

Попередній вибір двигуна

Тип	Pном, кВт	wном, рад/с	Uном, В	Мном, Н×м	Іном, А		Rяд, Ом	Jдв, кг×м2	Тяд, с	Тем, с
ПБВ 100М	0,75	105	52	7,2	18	10	0,22	0,01	0,063	0,05

Виконуємо перерахунок параметрів :

ККД знову приймаємо рівним h = 0,9

Загальне передавальне число між виконуючим механізмом і двигуном дорівнює:

 1/м;

Момент на валу двигуна, що розвивається під дією сили різання для передачі гвинт-гайка визначається:

 Н×м

Момент тертя в направляючих визначається виразом :

 Н×м.

Момент сил тертя в гвинтовій парі, що виникає в результаті попереднього натягу визначається :

Н×м

Момент опору на валу двигуна при робочій подачі визначається таким чином:

Статичний момент (момент опору) на валу двигуна при швидкому ході:

Необхідний динамічний момент на валу двигуна, який він повинен розвивати при розгоні до швидкості швидкого ходу дорівнює :

;

де J_д – момент інерції двигуна, = 0,01 кг×м², (коефіцієнт 1,2 враховує приведений момент механічної передачі);

Приведений момент інерції механізму:

 кг×м²

Прискорення вала двигуна:

 рад/с²

Необхідний динамічний момент на валу двигуна:

 Н×м

Відповідно, необхідний момент на валу двигуна для розгону до швидкості швидкого ходу дорівнює :

 Н×м.

Розраховані значення М₁, М₂ і М₃ повинні бути меншими за відповідні допустимі моменти двигуна М_доп1, М_доп2 і М_доп3 :

М_доп1 = М_доп2 = 1,2×М_н = 8,64 Н×м;

М_доп3 = l×М_н = 10×7,2 = 72 Н×м.

Двигун обрано правильно, якщо виконуються всі умови:

М₁ < М_1доп;7,152 < 8,64виконується;

М₂ < М_2доп;0,273 < 8,64виконується;

М₃ < М_3доп;13,485 < 26 виконується.

Отже двигун вибрано правильно.