Материал: Проектирование электропривода промышленных механизмов. Фролов Ю.М

отношение работы холостого хода за один оборот кривошипа при автоматической работе машины Ах, приведенная к валу ЭД, к расходу энергии при преодолении полезного сопротивления Ао /26/.

Средняя мощность ЭД за цикл (кВт) составит

где pх - коэффициент использования числа ходов пресса;

nх - принятая частота непрерывных ходов пресса, мин-1. Необходимая мощность ЭД рассчитывается по формуле

где kо - коэффициент запаса мощности, выбираемый по табл. 3.3 в зависимости от произведения величин принятой частоты непрерывных ходов пресса и коэффициента использования числа ходов пресса.

В остальное время цикла расход энергии идет только на преодоление сопротивления вращению валов и других деталей привода и перемещение деталей кривошипноползунного механизма, а также на восполнение энергии, потерянной маховиком. Угол поворота кривошипа, который соответствует времени нагружения при совершении полезной работы tр, называется рабочим углом р. Остальная

часть времени энергетического цикла будет соответствовать времени холостого хода tх. Если пренебречь

неравномерностью вращения маховика, то можно считать, что время и угол поворота кривошипа пропор-

циональны и, следовательно, времени tх, соответствует угол поворота р. В общем случае время энергетического цикла может не совпадать с временем кинематического цикла, равного времени одного (иногда двух-трех) оборотов кривошипа.

Если пресс работает в режиме последовательных ходов, то есть один ход непосредственно следует за другим, то кинематический и энергетический циклы совпадают и х = 2 - р. Но пресс может работать и в режиме одиночных

ходов, когда после каждого хода ползуна отключается муфта, включается тормоз и кривошипный механизм некоторое время остается в состоянии покоя. Следующий ход начинается с выключения тормоза и включения муфты, а после совершения хода опять следует пауза. Длительность разделяющей паузы может быть разной, и так как время энергетического цикла существенно увеличивается, энергия, расходуемая на совершение полезной работы, может быть значительно повышена за счет возрастания времени работы двигателя при холостом ходе. Холостой ход сопровождается энергетической зарядкой маховика. Правда, при одиночных ходах возникают дополнительные затраты энергии на включение муфты. Интенсивность работы пресса при одиночных ходах оценивается коэффициентом использования числа ходов пресса рх

где nод - число одиночных ходов в минуту;

nп - номинальное число ходов ползуна пресса, мин-1. Общий расход энергии за цикл Ац, приведенный к валу

двигателя, можно подразделить на расход энергии при преодолении полезного сопротивления Ао, и расход энергии за время холостого хода Ах

исполнительного механизма до вала электродвигателя; т.о - КПД технологической операции (средний КПД

кривошипно-ползунного механизма), учитывающий работу, затраченную на преодоление сил трения, приведенные к валу исполнительного механизма, обычно равный 0,7-0,9;

м- КПД передач от вала муфты до вала

клиноременной передачи, равный 0,94.

Общий КПД передач от кривошипа исполнительного механизма до вала электродвигателя и равный произведению КПД всех передач входящих в систему

где з - КПД зубчатой передачи, равный 0,97; в - КПД вариатора, равный 0,8;

m - число ступеней редуктора.

Если в системе отсутствуют вариатор и редуктор, то

з = 1 и в = 1.

Следует отметить, что нагрузка на электродвигатель при включении муфты прилагается ранее, чем нагрузка при совершении технологической операции, но ввиду близости этих ―пиков‖ нагрузки их объединяют, что упрощает расчет электродвигателя. Таким образом, рассматривается так называемый двухучастковый график нагрузок на вал электродвигателя - постоянная нагрузка от момента холостого хода (первый участок) и технологическая нагрузка вместе с включением муфты - второй участок

(см. рис. 3.5).

Во время рабочего хода совершается не только полезная работа деформирования. Одновременно часть энергии теряется на преодоление трения в шарнирах кривошипно-ползунного механизма, часть энергии затрачивается на упругое деформирование Аупр, и часть энергии на работу подушки Ап. Причем последние составляющие также сопровождаются расходом энергии на трение. Энергия упругого деформирования при последующей загрузке пресса частично возвращается в привод и расходуется на разгон маховика. Однако эта возвращаемая доля невелика. Таким образом, общий расход энергии за время рабочего хода Ар складывается из следующих составляющих: