Что такое коэффициент полезного действия станка
КПД станка (ηст) показывает, какая часть потребляемой мощности используется на полезную работу – резание и равен произведению КПДэлементов кинематической цепи, участвующих в передаче движения от электродвигателя до шпинделя (потери мощности в механизме подач учитываются отдельным коэффициентом), КПД станка рассчитывается по формуле:
,
где η1– КПД ременной передачи, η1 = 0,97
η2– КПД пары зубчатых передач, η2 = 0,98;
η3– КПД подшипников качения, η3 = 0,995;
η4–КПД подшипников скольжения, η4 = 0,985;
a,b,c,d– соответственно количество элементов в кинематической цепи, по которой осуществляется главное движение;
k– коэффициент, учитывающий потери мощности в механизме подач. Для токарных станков k = 0,96.
Пример:
На задней ступени участвуют следующие кинематические пары:
1. Клиноременная передача (3 ремня)
2.В коробке скоростей 3 зубчатых пары, 9 подшипников качения и1 подшипник скольжения.
ηст. = 0,9730,983 0,9959 0,96 = 0,91 0,94 0,96 0,985 0,96 = 0,825
Крутящий момент
В процессе резания необходимо сохранить условие:
Мщп. ≥ Мрез.,
где Мщп.– крутящий момент на шпинделе, кГм;
Мрез.– крутящий момент, необходимый для осуществления процесса резания при заданных режимах, кГм.
Крутящий момент на шпинделе для каждой ступени определяется в зависимостиот числа оборотов шпинделя (nшп.), числа оборотов электродвигателя (nэд.), его мощности(N, кВт),КПД станка (ηст.).
, кГм;
где Мэд.– крутящий момент на валу электродвигателя, кГм;
где nэд.– число оборотов вала электродвигателя, об/мин.
При положении рукояток в коробке скоростей Д–3, Ж–1, Е–1 передаточное отношение от электродвигателя до шпинделя составит
отсюда
Продольная подача
Величина продольной подачи рассчитывается по уравнению
Sпр. = 1/об·iобщ.·π·m·z, мм/об.
где iобщ.–общее передаточное отношение механизмов от шпинделя до
реечной шестерни;
z–число зубьев реечной шестерни;
m–модуль реечной шестерни;
π·m·z–длина делительной окружности реечной шестерни.
В кинематической цепи от шпинделя до реечной шестерни участвуют следующие механизмы: трензель (тр.), гитара смешенных шестерен (гит.), коробка подач (к.п.), механизм фартука суппорта(ф.), реечная пара.
iобщ. = iтр.·iгит.·iк.п.·iф.
Изменение величины подачи осуществляется за счет изменения передаточных отношений ступеней коробки передач. Передаточные отношения остальных механизмов, в т.ч. и гитары, остаются постоянными.
Пример:
Рассчитать продольную подачу при положении шестерён и рукояток в коробке передач: А–1, Б–1, В–5.
iтр. = или с промежуточной шестернёй ;
iгит. =
iк.п. =
iфартука, включая постоянные шестерни блокировочного механизма (рукоятка Г):
iф. =
Длина делительной окружности реечной шестерни
π·m·z= 3·3,14·14= 132 мм,
где m–модель реечной шестерни, равней 3 мм;
z– число зубьев реечной шестерни, равное 14.
Следовательно, для заданного положения настройки коробки передач
Поперечная подача
Перемещение поперечных салазок суппорта Sпоп.осуществляется при помощи винтовой пары, винт которой кинематически связан со шпинделем станка.
Расчет подачи производится по уравнению:
Sпоп. = 1/об·iобщ.·tв.п., мм/об.
где iобщ.–общеее передаточное отношение механизмов от шпинделя до винта поперечной подачи;
tв.п.– шагвинта поперечной подачи, мм.
В кинематической цепи участвуют механизмы трензеля, гитары, коробки подач, фартука и винтовой пары.
iобщ. = iтр.·iгит.·iк.п.·iф.
Величина подачи изменяется за счет коробки подач, передаточные отношения остальных механизмов остается постоянными.
Пример:
Рассчитать поперечную подачу при положении шестерён и рукояток в коробке подеч: А–1, Б–1, В–5.
iтр. = или с промежуточной шестернёй ;
iгит. =
iк.п. =
iф. =
Шаг винта поперечной подачи tв.п. = 5мм.
Следовательно, для заданного положения шестерен и рукоятоккоробки подач
Метрическая резьба.
Общее уравнение кинематической цепи при настройке станка для нарезания резьбы: tн.р. = iтр.·iгит.·iк.п.·tх.в.
где tх.в.– шаг ходового винта станка, мм;
tн.р.– шаг нарезаемой резьбы, мм.
Пример:
Рассчитать шаг метрической резьбы при положении шестерён и рукояток коробки подач: А–2, Б–1,В–5.
Сменные шестерни гитары 48–127–110–44.
Дюймовый шаг винта выражаем в миллиметрах:
tх.в.
tн.р. = iтр.·iгит.·iк.п.·tх.в. =
Дюймовая резьба
Определить число ниток при нарезании дюймовой резьбы (Кн.р.).
Положение рукояток коробки подач: А–2, Б–1, В–1.
Сменные шестерни гитары: 24–127–48.
tн.р. = iтр.·iгит.·iк.п.·tх.в.
tн.р. и tх.в. выражаем через число ниток на дюйм (Кн.р. и Кх.в.)
tн.р. =
tх.в. =
Значения tн.р. и tх.в. подставляем в уравнение кинематическойцепи:
=iтр.·iгит.·iк.п.·
После преобразования и сокращения
tх.в. = ½;
Кх.в. = 2 витка на 1 дюйм.
нитки на 1 дюйм.
Расчёт вести в простых дробях.
Содержание отчета
В отчет должны быть включены: цель работы, расчёты (согласно заданного варианта) крутящего момента,продольной подачи,поперечной подачи,метрической и дюймовой резьбы.
Контрольные вопросы
1. На примере кинематической схемы рассказать устройство основных узлов токарно-винторезного (или др. заданного) станка.
2. Объяснить принцип расчёта крутящего момента.
3. Объяснить принцип расчёта продольной подачи.
4. Объяснить принцип расчёта поперечной подачи.
5. Объяснить принцип расчёта метрической и дюймовой резьбы.
Источник
Так как мощность подачи N незначительна по сравнению с мощностью резания Nр, подбор станка можно производить, исходя из мощности электродвигателя (Л э ), и считая, что потери в станке не превышают обычно 15—20 /о. т. е. что коэффициент полезного действия привода станка л = 0,85—0,8
[c.139]
Требования, предъявляемые к динамометрам для измерения силы резания металлов. Изучая резание металлов, совершенно необходимо измерять силы на самом режущем инструменте. Измерение силы или момента силы резания путем определения мощности, потребляемой электродвигателем, ваттметрами или трансмиссионными динамометрами, встроенными в привод станка, нужно признать неприемлемым, так как при этом всегда остается неизвестным переменный коэффициент полезного действия привода станка. Потеря энергии в звеньях и узлах привода до шпинделя станка является значительной величиной, искажающей или скрывающей изменение сил и мощности при резании вследствие изменения технологических факторов резания.
[c.171]
КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ПРИВОДА СТАНКА
[c.66]
Конструкция токарных полуавтоматов последних моделей отличается рядом преимуществ перед ранее освоенными. Уделено большое внимание повышению мощности и жесткости станков и приспособлению их для скоростной обработки, повышению коэффициента полезного действия привода путем сокращения длины кинематической цепи от мотора к шпинделю. Сменные кривые (кулачки) для привода движения суппортов заменены постоянными, улучшено управление станком.
[c.78]
Испытание станков на мощность позволяет оценить правильность выбора электродвигателей, определить коэффициент полезного действия привода и выявить качество конструкции и ее изготовления.
[c.469]
На фиг. Г51 показана примерная диаграмма для определения потребной мощности привода в зависимости от скорости резания и размера снимаемой стружки при точении стали средней твердости, рассчитанная по формуле (165) (коэффициент полезного действия станка т] = 0,75),
[c.201]
На основании измерения мощности Ы, потребляемой станком во время обработки данной детали и потребляемой мощности на холостой ход станка Мх при одних и тех же числах оборотов шпинделя и распределительного вала, можно с некоторым приближением определить коэффициент полезного действия (к. п. д.) привода станка при обработке данной детали.
[c.469]
Зная коэффициент полезного действия станка г), можно определить мощность электродвигателя привода главного движения
[c.497]
Число, показывающее, какая часть мощности привода станка (электродвигателя) может быть полезно израсходована на резание, называется коэффициентом полезного действия станка (к. п. д.) и обозначается буквой т)
[c.309]
Уменьшение числа звеньев в кинематической цепи привода, применение для элементов зацепления улучшенных соответствующим образом термообработанных материалов и применение чисто обработанных шлифованных поверхностей зубьев зубчатых колес уменьшают трение в передачах и, следовательно, повышают коэффициент полезного действия станка. Для повышения к. п. д. прибегают также к замене подшипников и круговых направляющих скольжения направляющими качения.
[c.309]
Эффективная мощность, затраченная на обработку заготовки, подсчитывается по уравнению (7.20). Необходимая мощность электродвигателя главного привода станка определяется по уравнению = = е/г, где т 0,8 — коэффициент полезного действия механизма главного привода станка.
[c.156]
В табл. 6 приводятся средние коэффициенты полезного действия для различных станков при полной их нагрузке, а также общепринятые значения для отдельных кинематических пар.
[c.348]
Коэффициент полезного действия (к. п. д.) привода станка является его важной технической характеристикой, так как определяет ту долю энергии, которая затрачивается на полезную работу, т. е. непосредственно на процесс резания
[c.163]
Благодаря простоте устройства и управления электроприводы широко применяются в деревообрабатывающих станках. Они имеют высокий коэффициент полезного действия. Недостатки электроприводов — их относительно большая масса и значительные размеры. Кроме того, при их использовании затруднено бесступенчатое изменение скоростей органов станка и частое реверсирование. Для снижения частоты вращения валов электродвигателей во многих случаях (например, для механизмов подачи) приходится вводить в систему привода громоздкие передачи во время пуска инерционность (способность сохранять состояние движения или покоя) электродвигателя вызывает появление тока, значительно превышающего расчетный,
[c.66]
Коэффициент полезного действия (КПД) привода станка определяется отношением эффективной мощности резания, необходимой на обработку детали, к общей потребляемой станком мощности при установившемся режиме работы
[c.66]
Однако в ряде случаев дальнейшее расширение области использования шестеренных насосов встречает серьезные затруднения. Не найдены еще достаточно удовлетворительные конструктивные решения, отвечающие конкретным требованиям и условиям эксплуатации в приводах металлорежущих станков, требующих применения шестеренных насосов высокого давления. Трудная задача создания насоса высокого давления осложняется необходимостью удовлетворить всем обязательным и специфическим требованиям, предъявляемым к насосам станочного гидропривода. Главные из них надежность и долговечность работы в течение 3000—5000 час., сохранение высокого и стабильного значения объемного и механического коэффициентов полезного действия в течение гарантированного срока службы бесшумность при эксплуатации. Вместе с тем должны быть сохранены все другие преимущества шестеренных насосов перед насосами других типов. Можно утверждать, что удовлетворительного решения этой задачи пока еще не получено. Применяемые в авиации и некоторых других отраслях машиностроения шестеренные насосы высокого давления не соответствуют в комплексе всем перечисленным требованиям.
[c.5]
Передача винт — гайка и червячно-реечные передачи, являющиеся исполнительными механизмами привода подач, широко используются в станках с ЧПУ. Передача винт — гайка имеет высокую осевую жесткость (благодаря возможности устранения зазора) и коэффициент полезного действия (0,9—0,95) обеспечивает высокую чувствительность передачи и плавность перемещения исполнительных органов даже на малых скоростях. Пе-
[c.370]
Особенностями реечной передачи являются большая подача перемещающегося узла за один оборот реечной шестерни, высокий коэффициент полезного действия и отсутствие самоторможения. В связи с этим реечная передача применяется для ручного привода быстрых подач и не применяется для вертикальных перемещений тяжелых неуравновешенных частей станка.
[c.121]
Выбираются окончательные вариант.ы модернизации. Приемлемость выбранных вариантов оценниастся с точки зрения обеспечения достаточно высокого коэффициента полезного действия (см. Проверка потерь на трение в приводах станков стр. 714).
[c.668]
Потребность применения следящих приводов в высоконагру-женных машинах и оборудовании (мощностью свыше 5—10 кет) определила создание гидравлических следящих приводов объемного управления, в которых регулирование расходов рабочей жидкости, поступающей в силовые двигатели, осуществляется изменением производительности насоса. Эти приводы находят все более широкое распространение благодаря таким положительным свойствам, как повышенные жесткость и коэффициент полезного действия, уменьшенный нагрев рабочей жидкости, а также успехам промышленности в освоении серийного выпуска регулируемых насосов и гидромоторов. Принципы построения применяемых в машинах в станках одно- и двухкоординатных гидравлических и электрогидравлических следящих приводов
[c.6]
В табл. 46 приводится выписка из третьей страницы паспорта горизонтального фрезерного станка 6Г82. В ней указаны положения рукояток коробки скоростей, соответствующие им числа оборотов шпинделя, крутящие моменты на шпинделе (в кгм) по приводу (т. е. по мощности электродвигателя) и по наиболее слабому звену (т. е. по прочности механизма коробки скоростей), мощность (в л. с.) на шпинделе с учетом всех потерь в передачах и получающийся при этом коэффициент полезного действия.
[c.456]
Определив фактическую мощность резания, проверяют возможности станка по его мощности. Мощность электродвигателя главного привода станка умножают на коэффициент полезного действия станка (т) = 0,65 -4- 0,85) и определяют мощность на шпинделе станка. Если при этом подсчете мощность на шпинделе станка получится больше фактической мощности резания, то установленный фактический режим резания по мощности станка осуществим. Если же мощность на шпинделе станка меньше фактической мощности резания, то выбранный режим резания обеспечить нельзя необходимы корректирование глубины резания и подачи и пересчет режимов резания. Выбирая режим резания, необходимо обеспечить максимальное использование станка по мощности, так как это даст наивысшую производительность. В условиях производства режимы резЕння задаются в операционных картах и фрезеровщику не приходится самостоятельно выбирать их.
[c.65]
Например, жесткость станков с ЧПУ в несколько раз выше, в конструкции приводов подач этих станков применяются новые механизмы безлю-фтовые зубчатые передачи и редукторы, шариковые винтовые пары с трением качения, которые имеют очень высокий коэффициент полезного действия (до 0,9 и выше). В некоторых конструкциях станков применяются направляющие качения (роликовые или шариковые). Изменена компоновка некоторых станков, вместо одноинструментальной резцедержавки применяется многопозиционная поворотная резцедержавка или револьверная головка и др.
[c.202]
Крутящий момент на детали не должен быть больше крутящего момента на шпинделе станка (обозначается Мш)- Величина последнего зависит от мощности станка, числа оборотов шпинделя и коэффициента полезного действия станка при данном положении рукояток коробки скоростей. Очевидно также, что крутящий момент на детали не должен быть больше крутящего момента, допускаемого наиболее слабым звеном привода станка (шестерни, коробки скоростей, фрикционной муфты). Величины значений допустимых крутящих дюментов на шпинделе станка указываются в его паспорте.
[c.54]
В отечественных специальных станках и автоматических линиях привод всех гидрофици-рованных механизмов осуществляется в основном с помощью нерегулируемых, т. е. постоянной производительности, пластинчатых (лопастных) насосов, изготовляемых Елецким заводом станочной гидроаппаратуры. Применение таких насосов обусловливается простотой их конструкции, компактностью, равномерностью подачи масла и относительно высоким коэффициентом полезного действия.
[c.128]
Следует отметить, что значения мощности на шпинделе приводятся в паспорте станков, а в общей технической характеристике станка дается только мощность электродвигателей привода главного движения и движения подачи. Так, например, для станка мод. 6Р12 мощность электродвигателя привода главного движения равна 7,5 кВт. Мощность на шпинделе (эффективная мощность) будет меньше, так как часть работы затрачивается на преодоление сил трения в механизмах привода — зубчатых колесах, подшипниках и др. Если в характеристике станка не указана мощность на шпинделе, ориентировочно ее значение находят по коэффициенту полезного действия станка, который принимают г] = 0,75 -5-0,85. Так, например, для станка мод. 6Р12 = Л/т] == 7,5 х X 0,85 = 6 кВт.
[c.131]
Продолжает оставаться актуальной разрабатываемая ранее комплексная проблема повышения качества машин и коэффициента полезного действия машин за счет увеличения износостойкости подвижных сопряжений и снижения в них потерь на трение. К наиболее ответственным подвижным сопряжениям машин относятся опоры (подшипники) скольжения, получившие широкое распространение, благодаря их определенным преимуществам перед подшипниками качения. В ряде случаев подшипники скольжения вообще незаменимы. Труд н од осту пность и удаленность нефте- и газодобывающих районов, дефицитность подшипников качения часто приводят к необходимости замены их более доступными в условиях ремонтных производств подшипниками скольжения. Имеется тенденция частичной замены подшипников качения на подшипники скольжения не только в условиях ремонтных предприятий, но и при проектировании и серийном производстве нефтяного и газового оборудования. Так. например, фирма ЛАФКИН (США) предлагает для станков-качалок широкий спектр редукторов, на тихоходных (выходных) валах которых используются подшипники скольжения. Они заменили подшипники качения без изменения основных технических характеристик оборудования. Это обеспечило редукторам конструктивные и
[c.311]
Смотреть страницы где упоминается термин Коэффициент полезного действия привода станка
:
[c.284]
[c.31]
[c.107]
Источник