Пусть требуется определить мощность двигателя для токарного станка, обрабатывающего деталь, эскиз которой изображён на рис. 10.10.
Рис. 10.10. Эскиз детали, обрабатываемой на токарном станке
Токарная операция обработки детали состоит из четырёх переходов (рис. 10.10.):
1 – подрезка;
2 – обточка цилиндрической поверхности;
3 – подрезка;
4 – обточка цилиндрической поверхности.
Будем считать, что управление станком, связанное с выполнением разных переходов, а также с измерением обрабатываемого изделия и заменой одного изделия другим, производится при работающем вхолостую двигателе. КПД станка при полной нагрузке принимается равным ηн.ст.
По технологическим условиям известны материал детали, характер обработки, тип и геометрия резца, частота вращения шпинделя, размер обработки и значения глубины резания и подачи для каждого перехода (табл. 10.1).
Таблица 10.1
Для каждого перехода определяются скорость резания, усилие резания и мощность резания по формулам (10.1), (10.2), (10.4). Коэффициенты и показатели степеней находятся из справочника по режимам резания. Если заданные по технологическим условиям значения глубины резания и подачи для соответствующих переходов совпадают с приведёнными в картах справочника, то в этом случае можно непосредственно, без расчёта, выписать из карт значения скорости, усилия и мощности резания в табл. 10.2.
Таблица 10.2
Делаем допущение, что наибольшей мощности соответствует номинальный коэффициент полезного действия. КПД для разных нагрузок находится по формуле (10.34) с применением формулы (10.36).
Технологическое время для каждого перехода определяется согласно формуле (10.6):
Полученные данные сводятся в таблицу 10.3.
Таблица 10.3
В табл. 10.3 приведены частоты вращения шпинделя, полученные в соответствии с оптимальной скоростью резания для каждого перехода. Если согласно паспорту станка частоты вращения шпинделя отличаются от расчётных, то выбрав по паспорту ближайшие значения частот вращения, следует произвести соответствующий перерасчёт скорости резания, мощности и машинного времени.
Для построения нагрузочной диаграммы электропривода необходимо учесть периоды пауз. Если считать, что двигатель не отключается, то его нагрузка в периоды пауз обусловлена потерями холостого хода станка.
Мощность на валу двигателя при холостом ходе (кВт) равна произведению номинальной мощности резания на коэффициент постоянных потерь:
Паузы в работе станка определяются по нормативам вспомогательного и подготовительно-заключительного времени, в соответствии с которым необходимо учесть следующие затраты времени:
— время на установку детали;
— время на промер при продольной и поперечной обточках;
— время на снятие детали;
— вспомогательное время на управление станком.
Определив суммарное время на вспомогательные операции и распределив его равномерно между рабочими переходами, строится нагрузочная диаграмма электродвигателя (рис. 10.11).
Рис. 10.11. Нагрузочная диаграмма электропривода токарного станка