Классификация металлорежущих станков

Скачать 2.9 Mb.

Название	Классификация металлорежущих станков
страница	6/22
Тип	Документы

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Документы

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 22

Рисунок 30. Встроенный электродвигатель шлифовального станка

Электродвигатели рассчитаны на напряжение 127, 220 и 380 В. один и тот же электродвигатель можно включать в сети с разными напряжениями, отличающимися в л/3 раз, например, в сети с напряжением 127 и 220, 220 и 380 В. При этом для меньшего из этих двух напряжений статор электродвигателя включают треугольником, для большего - звездой. Ток в фазовых обмотках электродвигателя в обоих случаях будет при таком включении один и тот же. Кроме того, выпускают электродвигатель на 500 В. Обмотка статора электродвигателей для напряжения 500 В включается на постоянное соединение звездой.

Рисунок 31. Электрошпиндель на подшипниках качения:

1 - пакет статорного железа; 2 - задний щит; 3 - обмотка статора; 4 - пакет жести ротора; 5 - корпус; 6 -

передний щит; 7 - шпиндель

Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором выпускают с номинальной мощностью 0,6-100 кВт на синхронные частоты вращения 600, 700, 1000, 1500, 3000 об/мин. Частоту вращения асинхронного электродвигателя можно повысить, увеличив частоту переменного тока. При шлифовании отверстий малого

диаметра для получения необходимой скорости резания нужны очень высокие частоты вращения шлифовальных шпинделей. Например, при шлифовании кругом диаметром до 3 мм со скоростью 30 м/с частота вращения шпинделя должна быть равна 200 000 об/мин. Для этих целей часто применяют так называемые электрошпиндели (рисунок 31). Электрошпиндель представляет собой шлифовальный шпиндель с встроенным асинхронным короткозамкнутым электродвигателем повышенной частоты. Широко используют электродвигатели на подшипниках с воздушной смазкой.

Механическая характеристика электродвигателя - это зависимость частоты вращения п от момента М на его валу

Электродвигатели бывают с мягкой, жесткой и абсолютно жесткой механической характеристикой. У электродвигателей с мягкой характеристикой изменение момента вызывает значительное изменение частоты вращения его вала. Если это изменение не влечет за собой заметного изменения частоты вращения, характеристика называется жесткой. При абсолютно жесткой характеристике частота вращения электродвигателя не зависит от нагрузки.

Механическая характеристика электродвигателя характеризуется скольжением s, которое выражает относительное снижение частоты вращения электродвигателя при переходе от холостого хода (М=0) к наибольшей (критической) нагрузке (М=М_К):

где п₀ - скорость вращения магнитного поля (синхронная частота вращения электродвигателя), 1/с и об/мин; п - частота вращения ротора (асинхронная).

Скольжение электродвигателя выражается в процентах или долях единицы.

М

омент асинхронного электродвигателя приближенно может быть определен по формуле

где М_к - критический (наибольший нагрузочный) момент электродвигателя; s_k -критическое скольжение, соответствующее моменту М_к.

На рисунке 32 показаны механические характеристики асинхронного электродвигателя, построенные по формуле крутящего момента. При п=п₀ момент М=0. Этот случай синхронного вращения соответствует идеальному холостому ходу машины. В первый момент пуска электродвигателя, когда ротор еще неподвижен и s=l, электродвигатель развивает пусковой (начальный) момент М_п, который больше номинального момента М_н. Значения М_к и s_k определяют критическую точку (максимум) механической характеристики.

Участок характеристики от точки идеального холостого хода до критической точки называют рабочей частью механической характеристики. Только на этом участке возможна устойчивая работа асинхронного электродвигателя при моменте нагрузки, независящем от скорости вращения (как это обычно имеет место в ме-

таллорежущих станках). Величина номинального скольжения зависит от номинальной мощности, типа электродвигателя и находится в пределах 0,02-0,12; при этом электродвигатели большей мощности имеют меньшую величину скольжения.

Кроме асинхронных электродвигателей нормального исполнения выпускают электродвигатели с повышенным скольжением (0,07-0,16) и пусковым моментом. Электродвигатели с нормальным скольжением имеют жесткую характеристику и применяются в большинстве станков, а электродвигатели, с повышенным скольжением имеют мягкую характеристику и применяются в приводах станков с частым включением электродвигателя и значительной нагрузкой при пуске. На рисунке 32 кривая 1 соответствует электродвигателю с жесткой характеристикой, а кривая 2 -с мягкой. При прочих равных условиях электродвигатель с мягкой характеристикой имеет меньшую номинальную частоту и больший пусковой момент М_п. На рисунке 32 точка А соответствует номинальной нагрузке.

В каталогах обычно приводят основные данные асинхронных двигателей: номинальная мощность на валу N_H, кВт; номинальная частота вращения п, об/мин;

с

инхронная частота вращения п₀, об/мин; отношения(где М_н и М_п - со-

о

тветственно номинальный и пусковой моменты электродвигателя). Величина номинального момента

Кратность критическогомомента - это величина, определяющая допустимую механическую перегрузку электродвигателя

Величина критического момента зависит от напряжения сети. Так как напряжение может колебаться, то наибольший допустимый момент перегрузки обычно принимают 0,85 М_к. Кратность пускового момента у короткозамкнутых асинхронных двигателей

бщепромышленного примененияЭлектродвигатели главного привода пускают без нагрузки, поэтому пусковой момент

достаточен. Для элек-тродвигателей, включаемых работу под нагрузкой, необходим большой пусковой момент.

Пуск асинхронных двигателей. При пуске асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором пусковой электрический ток превышает номинальный в 4 - 8 раз. Толчок пускового электрического тока вызывает в сети понижение напряжения. Если при пуске электродвигателя большой мощности напряжение значительно понизится, то уменьшится его пусковой момент, а другие электродвигатели, работающие в это время с перегрузкой, могут остановиться (перейти в режим короткого замыкания). Поэтому асинхронный электродвигатель можно пускать без применения средств, ограничивающих пусковой электрический ток, лишь в том случае, когда номинальная мощность электродвигателя составляет не более 25% мощности трансформаторов, питающих сеть цеха. Асинхронные электродвигатели с фазовым ротором запускают с помощью реостата, включенного в це^&рупидование скорости вращения электродвигателей. Частота вращения ротора асинхронного короткозамкнутого электродвигателя

где f - частота переменного тока, Гц; р - число пар полюсов статора электродвигателя; s - скольжение ротора.

Из формулы видно, что частоту вращения ротора можно регулировать изменением частоты электрического тока, скольжения или числа пар полюсов. Первым способом можно регулировать частоту вращения только при наличии отдельного генератора переменного тока для питания электродвигателя. Во всех остальных случаях частота переменного тока в сети является постоянной величиной. Регулирование частоты вращения путем изменения скольжения осуществляется введением активного сопротивления в цепь ротора, что возможно только у электродвигателей с фазовым ротором.

Наиболее широкое применение в металлорежущих станках (особенно в многоскоростных электродвигателях) получил способ регулирования частоты вращения изменением числа пар полюсов.

Торможение электродвигателей может производиться механическим или электрическим способами. К электрическим методам торможения относятся торможение с рекуперацией, электродинамическое торможений, торможение противотоком и др.

Торможение с рекуперацией возможно только для многоскоростных электродвигателей. Сущность его заключается в том, что электродвигатель, оставаясь не отключенным от сети электрического тока, переключается на низшую скорость, в результате чего он переходит на генераторный режим и отдает в сеть электрическую энергию, благодаря чему электродвигатель тормозится и приближается к ре-, жиму переключенной низшей скорости. Дальнейшее торможение осуществляется механическим или другими способами. Электродинамическое торможение производится дополнительной подачей в обмотку статора постоянного тока, в результате чего в статоре возникает постоянное магнитное поле, которое тормозит вращающееся магнитное поле и останавливает электродвигатель. После полной остановки электродвигатель особым устройством автоматически отключается от сети.

Торможение противотоком (противовключение) осуществляют переключением двух фаз обмотки статора. При этом меняется направление вращающегося магнитного поля, которое действует на вращающийся по инерции ротор и тормозит его. В конце торможения электродвигатель автоматически отключается от электрической сети. Этот способ имеет широкое применение в станках в силу его простоты и надежности.

Реверсирование электродвигателей производят переключением любых двух внешних зажимов (фаз) электродвигателя.

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА.

Электродвигатели постоянного тока с параллельным возбуждением (шунто-вые) получили широкое применение для привода тяжелых станков. Их включают по схеме, показанной на рисунке 33. Обмотка якоря Я подключена к сети через пусковой реостат 1 , а обмотка возбуждения ОВД- через реостат 2, служащий для изменения частоты вращения.

Для электродвигателей постоянного тока момент на валу электродвигателя и частота вращения

где k=0,05 -^0,12 - коэффициент пропорциональности; 1_Я - сила тока в цепи якоря, A; U - напряжение сети, В; Ф - магнитный электрический поток электродвигателя, Вб; г_я - сопротивление цепи якоря, Ом; с - постоянная данного электродвигателя.

Механические характеристики электродвигателя приведены на рисунке 34. Цифрой 1 обозначена линия, соответствующая естественной механической характеристике. Относительно малая величина сопротивления обмотки якоря обуславливает достаточную жесткость естественной характеристики электродвигателя с параллельным возбуждением. На рисунке 34 это отражено небольшим наклоном линии 1.

Во время работы электродвигателя можно увеличить сопротивление реостата 1', тогда общее

сопротивление цепи якоря возрастает (наклон линии - характеристики увеличится). Таким образом, получают ряд искусственных реостатных характеристик 2, 3, 4.

Потери мощности в цепи возбуждения зависят от мощности электродвигателя. Номинальный ток якоря определяется как разность номинальных значений электрического тока электродвигателя и тока возбуждения. Однако ток возбуждения электродвигателя параллельного возбуждения мал, и в расчетах его часто не учитывают.

Шунтовые электродвигатели кратковременно могут работать с перегрузкой. Коэффициент допустимой перегрузки Я = 2-н2,5. Величина допустимой кратковре-. менной перегрузки ограничивается появлением значительного искрения под щетками.

На рисунке 52 штриховой линией 9 показана механическая характеристика, соответствующая измененной полярности якоря электродвигателя, при которой изменяется направления действия момента в двигательном режиме.

Пуск двигателя с параллельным возбуждением производят только с помощью пускового реостата. Реостат 1' (рисунок 34) при пуске включается полностью всеми ступенями, тем самым разгоняя электродвигатель по характеристике 4. Сопротивления рассчитывают так, чтобы электродвигатель при включении развивал заранее заданный момент mi (обычно mi =2M_H). При разгоне электродвигателя, когда момент уменьшается до заранее принятого значения М₂ (М₂ =М_Н), одну секцию реостата отключают. Электродвигатель при той же скорости переходит на работу по характеристике 3. Секции реостата постепенно отключают, пока электродвигатель не перейдет на работу по естественной механической характеристике. Пуск электродвигатель постоянного тока в станках производится автоматически.

Регулирование частоты вращения электродвигателей постоянного тока можно производить тремя способами: изменением сопротивления в цепи якоря, изменением подводимого к электродвигателю напряжения и магнитного потока, первый способ малоэко-

номичен и применяется редко.

Регулирование скорости изменением магнитного потока является наиболее распространенным. Величина потока изменяется реостатом 2' (рисунок 34). Увеличивая его сопротивление, уменьшают ток возбуждения и магнитный поток, что приводит к увеличению частоты вращения. При этом возрастают как скорость холостого хода, так и угловой коэффициент. Таким образом, при уменьшении магнитного потока механические характеристики представляют собой ряд прямых линий (5, 6, 7, 8), не параллельных естественной характеристике и имеющих тем больший наклон, чем меньше потокам они соответствуют. Число их зависит от количества секций на реостате Т'. При большом числе секций на регулировочном реостате частота вращения практически регулируется бесступенчато.

Регулирование частоты вращения изменением подводимого напряжения требует применения специальных схем и используется в системах генератор - электродвигатель.

Торможение электродвигателей постоянного тока производится теми жн способами, что и торможение асинхронных электродвигателей. Торможение с рекуперацией осуществляется шунтовым реостатом, которым снижают скорость якоря до минимума. При этом электродвигатель работает в режиме генератора, отдающего электрический ток в сеть. Окончательную установку производят отключением электродвигателя от сети.

При торможении электродинамическим способом, получившим наибольшее распространение, якорь электродвигателя отключают от сети и замыкают на нагрузочное сопротивление, а электрический ток включают через тормозной реостат. . Торможение противотоком производится изменением направления электрического тока в цепи якоря.

ВЫБОР МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ СТАНКА

Правильное определение мощности электродвигателей металлорежущих станков имеет большое значение. Если мощность электродвигателя недостаточна, то станок не полностью использован и при перегрузках электродвигатель может выйти из строя. Слишком большая мощность электродвигателя влечет за собой систематическую его недогрузку, а значит, неполное использование электродвигателя, работу его с низким КПД и низким коэффициентом мощности (у асинхронных двигателей).

При работе электродвигатель нагревается. Нагревание происходит путем преобразования в теплоту той части энергии, которая выделяется в процессе преобразования электрической энергии в механическую. Часть подводимой к электродвигателю мощности расходуется на нагревание обмоток и магнитопровода, другая (значительно меньшая) - на трение в подшипниках. Потеря мощности равна разности мощности, потребляемой из сети, и полезной мощности на валу электродвигателя. Потеря мощности на нагревание обмоток, пропорциональные квадрату силы тока, называют переменными. Остальные потери условно называют постоянными.

Допустимый нагрев электродвигателя определяется наименее теплостойким материалом конструкции электродвигателя. Таким материалом является изоляция его обмотки.

В отечественных электродвигателях основное применение получала изоляция класса А (хлопчатобумажная изоляция, пропитанная изолирующими составами). Она допускает максимальную температуру нагревания 105°С, однако из-за трудно-

сти измерения максимальной температуры обмотки допускают наибольший нагрев 95 °С при измерении термометром и 100°С при измерении по методу сопротивления.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 22

	Профессиональный стандарт Обеспечение бесперебойной работы пневмо- и гидрооборудования металлорежущих станков		Профессиональный стандарт Текущий и средний ремонт, наладка после ремонта механических узлов металлорежущих станков
	Государственный стандарт российской федерации ...		Тема: Наладка и эксплуатация электрооборудования металлорежущих станков Металлорежущие станки предназначены для изготовления деталей путем механической обработки заготовок режущим инструментом. Металлорежущие...
	Методические указания к практическим работам 1,2 по курсу «Металлорежущие... Целью работ, приведенных в настоящих методических указаниях, является ознакомление с конструкцией, областью применения, диапазоном...		Типовая инструкция по охране труда при работе на металлорежущих станках К самостоятельной работе на металлорежущих станках допускаются лица, имеющие специальную профессиональную подготовку, подтвержденную...
	Инструкция по охране труда для персонала при обслуживании деревообрабатывающих станков Для выполнения обязанностей по обслуживанию деревообрабатывающих станков могут быть приняты лица, не имеющие медицинских противопоказаний...		Техническое задание на поставку станков универсальных Перечень станков Станки должны быть новыми, российского производства, соответствовать требованиям гост7599-82, гост12 009-99, гост р мэк 60204-1-99,...
	Техническое задание на оказание услуг по «Техническому обслуживанию... Предметом оказания услуг являются 15 металлообрабатывающих станков электродепо «Автово»		Методические разработки практических занятий Дисциплина «микология» Тема: Общая характеристика и классификация грибов. Патогенез грибковых заболеваний. Иммунитет при микозах. Классификация микозов
	Рабочая программа профессионального модуля пм 02. Разработка управляющих «Разработка управляющих программ для станков с числовым программным управлением» разработана на основе Федерального государственного...		Техническое задание Общие технические требования к вагонам-домам Классификация объекта – Здание мобильное (инвентарное) по гост 25957-83 «Здания и сооружения мобильные (инвентарные). Классификация,...
	Техническое задание Общие технические требования к вагонам-домам Классификация объекта – Здание мобильное (инвентарное) по гост 25957-83 «Здания и сооружения мобильные (инвентарные). Классификация,...		1 Понятие "потребительских свойств": понятие, классификация 4 Классификация и ассортимент игрушек по воспитательному (педагогическому) назначению. 8
	Программа профессионального модуля «Обработка деталей на металлорежущих... Обработка деталей на металлорежущих станках различного вида и типа (сверлильных, токарных, фрезерных, копировальных, шпоночных и...		Для лечебного и педиатрического факультетов Классификация дисперсных систем. Классификация дисперсных систем по степени дисперсности; по агрегатному состоянию фаз

Классификация металлорежущих станков

Похожие: