Материал: Описание работы вертикальносверлильный станка модели 2Н

4. Выбор оптимального варианта множительной структуры.

Распределение частот вращения по валам коробки скоростей осуществляется разбиением заданного количества частот (z_кс = 12) на множители 2 и 3, что должно соответствовать количеству передач в каждой кинематической группе.

Из условия обеспечения минимального веса коробки скоростей необходимо обеспечить:

р1 > p2 > p3 >…> pk

где р – количество передач в группе.

Для уменьшения габаритных размеров и массы коробки скоростей необходимо, чтобы большее число его элементов работало в области более высоких частот вращения. Этому соответствуют приводы, у которых число передач в группах уменьшается, а характеристика увеличивается вдоль цепи передач от электродвигателя к шпинделю.

Для работы шестерен имеются ограничения по передаточным отношениям. Для прямозубых передач допустимые передаточные отношения находятся в пределах:



i_min = 1/3 и i_max = 1. С учетом принятого значения φ = 1,58 по структурным формулам строим структурные сетки. На листе 1 графической части курсовой работы представлены варианты структурных сеток, из которых необходимо выбрать оптимальную для построения графика частот вращения. Выгодно отличается вариант структурной сетки, построенной по формуле

z=12=3(1)×2(3)×2(6)

своей компактностью и остальным критериям оптимизации. Данный вариант представлен на рисунке 20



Рис.20 Структурная сетка График частот вращения

5. 1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12

Построение графика частот вращения коробки скоростей (КС) ОМП.

Из условия ограничения габаритов зубчатых колес, их массы, а также снижения шума руководствуются предельными ограничениями на передаточные отношения при проектировании коробки скоростей металлорежущего станка, строим график частот вращения, на основании структурной сетки.

6. Построение кинематической схемы модернизированной коробки скоростей ОМП (в общем виде).

Приводом главного движения модифицированного станка является асинхронный двигатель с мощностью Nдв.= 7,5 кВт.

Движение вращения от вала электродвигателя I передается через муфту на вал II и далее через Z1/Z2 на вал III. Далее через передачу Z5/Z6 на IV вал. Далее через передачу Z11/Z12 передающей крутящий момент на вал V шпинделя.



Рисунок 21. Кинематическая схема 2Н150 после модернизации.

4. Выбор электродвигателя

Мощность электродвигателя определяют на черновых режимах обработки по формуле:

, кВт,

где

k_и = 0,6 – 0,7 – коэффициент использования,

- коэффициент полезного действия станка,

η_м.п. – коэффициент полезного действия механизма подачи,

η_м.п. = 0,96;

η_к.с. – коэффициент полезного действия коробки скоростей



η_з.п. = 0,99 – коэффициент полезного действия цилиндрической прямозубой передачи;

η_п = 0,995 – коэффициент полезного действия подшипников качения;





Для привода механизмов, требующих изменения числа оборотов, следует применять двигатели с наиболее простыми и экономичными методами пуска или регулирования чисел оборотов

, возможными в данной установке.

Выбираем электродвигатель типа АИР132М6, который имеет следующие технические характеристики: n = 1000 об/мин;

Марка двигателя	Мощн кВт	n, об/ мин	КПД %	Коэф. мощн	Ммакс/ Mн		Мп/ Мн			Ммин/ Мн	Iп/ Iн
АИР132М6	7,5	1000	87	0,77		2,1		2,0	1,8			6,5

АИР– Серия двигателя, указывающая на условия, в которых может работать данный двигатель;

132 – высота оси вращения;

М - длина сердечника: А - меньшая, В-большая при условии сохранения установочного размера; отсутствие буквы означает, что при данном установочном размере (S, М или L) выполняется только одна длина сердечника;

6- число полюсов

У3 - климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69.

5. Расчет мощностей на валах коробки скоростей

Определяем мощности, передаваемые на валах коробки скоростей:

N_I = 7,5 кВт

N_II = 7,5∙0.99 = 7,425кВт

N_III = 7,425 ∙ 0.99² ∙ 0.995² = 7,205 кВт

N_VI = 7,205 ∙ 0.99² ∙ 0.995² = 6,991 кВт

N_V = 6,991 ∙ 0.99² ∙ 0.995² = 6,783 кВт

6. 1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12

Расчет и уточнение фактических частот вращения на валах коробки скоростей

Определяем расчетные и уточняем фактические частоты вращения и затем определяем отклонения:

n₁ = 6,3 об/мин n₇ = 100 об/мин

n₂ = 10 об/мин n₈ = 160 об/мин

n₃ = 16 об/мин n₉ = 250 об/мин

n₄ = 25 об/мин n₁₀ = 400 об/мин

n₅ = 40 об/мин n₁₁ = 630 об/мин

n₆ = 63 об/мин n₁₂ = 1000 об/мин

Отклонения подчиняться данному неравенству:



n_факт, об/мин определяем по уравнению кинематического согласования:

,

где i₀ – передаточное отношение от электродвигателя на вход коробки скоростей.
























Отклонения от фактической частоты вращения шпинделя составили:

Δn₁ = 3,617%; Δn₂ = 3,14%; Δn₃ = 1.851%; Δn₄ = 2,992%; Δn₅ = 1,705%;

Δn₆ = 2,027%; Δn₇ = 1,558%; Δn₈ =0,289%; Δn₉ =1,412%; Δn₁₀ =0,144%;

Δn₁₁ =0,462%; Δn₁₂ =0%

Отклонения фактических частот вращения от расчетных не превышает допустимой величины Δ_доп = 5,8%.

Таблица 4.

Номер ступени частоты вращения	Расчетная частота вращения nрасч	Фактическая частота вращения nфакт	Отклонение фактической Δn
1	6,3	6,528	3,617
2	10	10,314	3,14
3	16	16,296	1,851
4	25	25,748	2,992
5	40	40,682	1,705
6	63	64,277	2,027
7	100	101,558	1,558
8	160	160,462	0,289
9	250	253,53	1,412
10	400	400,577	0,144
11	630	632,9	0,462
12	1000	1000	0

Рис.11 График частот вращения после модернизации станка.

7. 1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   12