Привод торцовочного станка (стр. 3 из 17)

Стол каретки выполнен в виде сварной конструкции из стальных плиты, ограждения, ребер, листов, упоров (см. чертеж ДП.151001.10.23.113.02.01.000).

Механизм пиления подробно рассмотрен в подразделе 2.2.

Элементами безопасности на станке являются: ограждение, закрывающее верхнюю часть пилы; ограждение-кожух (патрубок), закрывающее нижнюю часть пилы и являющееся одновременно стружко- и пылеприемником. Патрубок имеет сварную конструкцию, выполненную из стальных профилей.

Электрооборудование станка выполнено для питания от сети переменного трехфазного тока частотой 50 Гц и напряжением 380 В. Номинальный ток вводного выключателя – 6,3 А. Для привода станка применен трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

2.2 Расчет и проектирование привода торцовочного станка

2.2.1 Разработка и описание кинематической схемы привода

Кинематическая схема привода показана на рис. 2.1.

Рис. 2.1 – Кинематическая схема привода

Составные части схемы:

1 – электродвигатель;

2 – шкив ведущий;

3 – клиноременная передача;

4 – шкив ведомый;

5 – пильный вал;

6 – пила.

Вращение передается от электродвигателя через клиноременную передачу, состоящую из ведущего и ведомого шкивов и двух ремней, к пильному валу, на который установлена пила. Пильный вал вращается на двух радиальных подшипниках.

Исходные данные для проектирования:

Мощность на выходном валу привода, кВт 3

Частота вращения шпинделя, мин^-1 3000

Диаметр пилы, мм 400

Скорость резания, м/с 60

2.2.2 Энергокинематический расчет привода

Для определения общего К.П.Д. привода необходимо выполнить анализ его кинематической схемы и определить источники потерь мощности при ее передаче от электродвигателя к исполнительному органу рабочей машины. В механических приводах потери мощности возникают во всех видах передач, в подшипниках валов.

Общий К.П.Д. привода определяется по формуле (2.1) [4]:

, (2.1)

где

- общий К.П.Д. привода;

- К.П.Д. клиноременной передачи, = 0,94…0,96;

– К.П.Д. пары подшипников качения, = 0,99…0,995.

Подставляя значения в формулу (2.1) получаем общий расчетный К.П.Д. привода:

Для выбора электродвигателя определяем требуемую его мощность и частоту вращения.

Требуемая мощность электродвигателя определяется по формуле:

, кВт,

где

- мощность на выходном валу привода, кВт;

кВт

Зная номинальные значения частот вращения валов электродвигателей, различных марок и значение частоты вращения выходного вала, определим возможные значения общего передаточного отношения привода из соотношения (2.2):

, мин^-1, (2.2)

где

– частота вращения выходного вала привода, мин^-1;

– общее передаточное отношение привода.

Возможные значения общего передаточного отношения из формулы (2.2) равны:

Общее передаточное отношение и_о согласно схеме равно и_кл.п. Выбираем передаточное отношение близкое к единице – и_о = 1.

Следовательно, берем синхронную частоту вращения двигателя равной 3000 мин^-1. Затем выбираем электродвигатель марки 4AH90L2У3 с техническими характеристиками: Р=3 кВт, n_дв=3000 мин^-1.

Получаемая частота вращения вала рабочего органа при использовании выбранного электродвигателя находится по формуле (2.3):

, мин^-1 (2.3)

мин^-1

Относительная разница в скоростях выходного вала составит:

, %

< 5%

Условие выполняется.

Определяем частоты вращения и вращающие моменты на валах:

1) Частота вращения, угловая скорость, мощность и вращающий момент вала электродвигателя.

Частота вращения равна:

п_дв=3000 мин^-1

Угловая скорость вала определяется по формуле:

, рад^-1 (2.4)

рад^-1

Мощность равна:

N_дв=3 кВт

Вращающий момент на валу определяется по формуле:

, Н·м (2.5)

2) Частота вращения, угловая скорость, мощность и вращающий момент пильного вала.

Частота вращения по формуле (2.3) равна:

мин^-1

Мощность (резания) на пильном валу с учетом перегрузки двигателя, так как работа повторно-кратковременная определяется по формуле:

, кВт,

где к₁ – коэффициент перегрузки, к₁=2.

кВт

Угловая скорость по формуле (2.4) равна:

рад^-1

Вращающий момент на валу определяется согласно формуле (2.5):

, Н·м

Н·м

2.2.3 Проектирование клиноременной передачи

Исходные данные для проектирования:

Мощность на ведущем валу Р: 3 кВт

Частота вращения ведущего вала n₁= n_дв: 3000 мин^-1

Частота вращения ведомого вала n₂: 3000 мин^-1

Расчет проводим по методике, изложенной в [5].

Диаметр ведомого шкива определим по формуле:

, мм,

где Т₂ – крутящий момент на ведомом валу, Н-м

мм

Из стандартного ряда принимаем D₂=100 мм [4, т. 2].

Передаточное отношение и_рем без учета скольжения определяется по формуле:

(2.6)

Определяем диаметр ведущего шкива D₁по формуле:

, мм, (2.7)

где ε – коэффициент упругого скольжения, ε = 0,01.

мм

По ГОСТ 1284.3–89 берем ближайшее значение диаметра D₁ =100 мм. Уточненное передаточное отношение определяем по формуле (2.7):

Действительная частота вращения пильного вала из формулы (2.6) будет равна:

, мин^-1

мин^-1

Находим расхождение с заданной частотой:

< 5%

Условие выполняется. Окончательно принимаем D1 = D₂=100 мм. Определяем линейную скорость ремня по формуле:

, м/с

м/с

При этой скорости выбираем клиновой ремень сечением Б [6, т. 2] с площадью поперечного сечения F=138 мм², параметры ремня – b_р=14 мм, b_o=17 мм, h=10,5 мм.

Минимальное межосевое расстояние определяем по формуле:

, мм

мм

Максимальное межосевое расстояние определяем по формуле:

, мм

мм

Предварительно принимаем а_рем = 400 мм. Расчетную длину ремня определяем по формуле: