245 / 460
Актуальные проблемы в машиностроении. 2015. №2
Технологическое оборудование,
оснастка и инструменты
____________________________________________________________________
245
При оценке качества конструкции энергетическим испытаниям подлежат в обязатель-
ном порядке образцы нового оборудования, а также выборочно серийно выпускаемые. Такая
проверка дает ценную информацию о работоспособности оборудования, поэтому ее целесо-
образно осуществлять периодически в процессе эксплуатации станка, а также после его ре-
монта.
Измерение мощности привода главного движения токарно-винторезного станка моде-
ли 1А62 при помощи аппаратурного комплекса модели К506 производится при выполнении
работы "Энергетический баланс привода металлорежущего оборудования" [10] в лаборато-
рии кафедры проектирования технологических машин.
Целью настоящей работы является модернизация методики измерения потерь мощно-
сти и автоматизация расчета КПД.
Методика определения потерь мощности
Потребляемая из сети мощность электродвигателя расходуется на совершение полез-
ной работы и на работу по преодолению различных видов трения. В соответствии с законом
сохранения и преобразования энергии уравнение баланса мощности привода главного дви-
жения (ПГД) в общем случае имеет вид [10-13]
N N N N N
ПП Н Х Д
, (1)
где
ПД
ПТ
Д
N N N
– мощность на валу электродвигателя (
ПТ
N
– мощность, потребляе-
мая двигателем из сети;
ПД
N
– потери мощности в двигателе);
Х
N
– потери мощности при
холостом ходе привода (без резания);
Н
N
– нагрузочные потери (дополнительные потери
мощности при работе привода под нагрузкой);
ПП
N
- мощность, затрачиваемая на движение
подачи;
N
– эффективная (полезная) мощность резания.
Структура энергетического баланса ПГД в графическом изображении показана на рис. 1.
В зависимости от при-
роды образования потери мощ-
ности на электродвигателе
подразделяются на электриче-
ские, магнитные и механиче-
ские.
Под
потерями холосто-
го хода
подразумевается та
часть мощности, которая за-
трачивается
на
вращение
шпинделя ПГД при отсутствии
какой-либо нагрузки на рабо-
чем органе. Подводимая от
электродвигателя механическая
энергия в этом случае расходуется на преодоление сил вредного сопротивления. Примени-
тельно к коробке скоростей к ним следует отнести силы трения во всех подвижных соедине-
ниях: зубчатых и ременных передачах, подшипниках и уплотнениях опор валов и шпинделя,
между дисками расцепленных фрикционных муфт и находящимся там маслом, а также сил
сопротивления окружающей среды, которыми для быстро вращающихся элементов являются
воздух и смазочный материал. Эта часть механической энергии в конечном итоге неизбежно
превращается в тепловую со всеми вытекающими отсюда последствиями.
Рис. 1.
Структура энергетического баланса ПГД