Количественная оценка моментов и сил сопротивления

Аннотация

 

В данном курсовом проекте был сконструирован электропривод горизонтально-ковочной машины. В результате выполнения задания был выбран асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором 5АМ280М6е Владимирского электромоторного завода. Т.к. в нашем электроприводе присутствует ударная нагрузка, то в результате понадобилось установка маховика. Вследствие многократных расчетов двигатель. По мощности был выбран верно и загружен на 78.14% по нагреву. Силовая часть полностью обеспечивает динамику электропривода. В данном электроприводе установка преобразователя частоты не понадобилась т.к. скорость электродвигателя практически совпала с расчетной. Данная установка может вполне успешно применяться как в общей промышленности, так и в коммерческих целях.

 

 

Введение

 

Основным недостатком обработки деталей резанием является то, что значительное количество материала идет в стружку. При обработке деталей и изделий давлением отходы материалов снижаются, улучшаются свойства обрабатываемых деталей. Для обработки и при изготовлении деталей давлением используются кузнечно-ковочные машины. Кузнечные молоты, предназначены для деформации металла ударом падающих частей.

Наибольшее распространение получили механические молоты с электрическим приводом. В механических молотах ударное действие осуществляется с помощью фрикционного и кривошипного механизма.

Задачей данного курсового проекта является разработка электропривода горизонтально-ковочной машины.

 

 

1. Анализ и описание системы «Электропривод – рабочая машина»

 

Количественная оценка вектора состояния или тахограмма требуемого процесса движения

 

Кинематическая схема горизонтально-ковочной машины приведена в приложении А графической части курсового проекта.

Привод горизонтально-ковочной машины должен обеспечивать производительность Q = 3800 поковок в час. Время одного цикла работы:

 

Тц = 3600*Nn/Q,                                                             (1.1)

 

где: Nn – число ползунов с пуансоном (по кинематической схеме Nn = 4);

Q – производительность.

Тогда по (1.1):

Тц = 3600*4/3800 = 3,789 с. (1.2)

Частота вращения коленчатого вала:

 

n_к = 1/3,789 = 0,2674 об/с.                                              (1.2)

 

Угловая скорость вращения коленчатого вала:

 

w_к = 30*n_к/p = 30*0,246/p = 2,521 рад/с.                                          (1.3)

 

Угловая скорость электродвигателя:

 

w_дв = w_к*i/r_отн,                                               (1.4)

 

где: I – передаточное число редуктора;

r_отн – относительное плече крутящего момента.

Тогда по (1.4):

w_дв = 2,521*16/0,2 = 201,68 рад/с.

Электропривод горизонтально – ковочной машины работает с постоянной скоростью и поэтому не требуется ее регулирования. Тахограмма приведена на рисунке 1.1.

 

Рисунок 1.1 – Тахограмма требуемого процесса

 

Количественная оценка моментов и сил сопротивления

 

В момент удара молота о заготовку возникает сила упругого взаимодействия, определяемая по формуле из [1]:

 

,                                        (1.5)

 

где: Е – модуль упругости (для стали Е=(2 ¸ 2,1)*10⁹ Н/м²);

S – поперечное сечение заготовки;

l – длина заготовки;

Dl – абсолютная величина деформации заготовки.

Вид расчётной паковки приведен на рисунке 1.2, в приложении А и в графической части проекта.

Рисунок 1.2 – Вид расчётной паковки

 

,                         (1.6)

 

где: S_нач – начальная величина сечения стержня;

S_кон – конечная величина сечения стержня;

d₀ – начальная величина диаметра стержня заготовки;

D₀ – конечная величина диаметра стержня заготовки.

Тогда по (1.6):

 м^2.

Абсолютная величина деформации заготовки:

 

,                                           (1.7)

 

где: h₀, H₀ – начальная и конечная длины заготовок.

Тогда по (1.7):

м.

И тогда по (1.5):

Н.

Статический момент нагрузки в момент удара по [2]:

 

,         (1.8)

 

где: i – передаточное число редуктора;

r – относительное плечо крутящего момента;

r – радиус кривошипа;

l_ш – длина шатуна;

a – угол поворота кривошипа коленвала.

Тогда по (1.8):

.

Время удара по [2]:

 

.                                           (1.9)