Расчет электропривода подачи

1 Расчет электропривода подачи
В общем случае электродвигатель привода подач должен развивать статический крутящий момент, обеспечивающий необходимую мощность при установившемся движении, и динамический момент, обеспечивающий требуемое повышение мощности при переходных процессах пуска и торможения.
Для выполнения расчета электропривода необходимо задаться исходными данными для расчета. Часть данных будут приняты из расчетов работы «Домашнее задание №2» в части расчетов режимов резания.
Исходные данные:
- тангенциальная составляющая сил резания P_Z=4 015 Н;
- радиальная составляющая сил резания P_Y=3 232;
- осевая составляющая сил резания P_X=5 394;
v=90,3 м/мин – скорость резания;
S=0,5 мм/об – подача;
l=900 мм – длина винта;
D=32 мм ¬– диаметр винта;
p=10 мм – шаг винта;
P_x1=W=6 500 Н – вес суппорта;
f=0,003 – коэффициент трения шариковых направляющих (данные каталога Bosch-Rexroth «Каретки шариковые»);
η=0,97 – коэффициент полезного действия (КПД) шарико-винтовой передачи (ШВП).
На основе исходных данных, выполним расчет электропривода подачи суппорта (ось Z) токарно-револьверного центра с ЧПУ HAAS ST-25.
Нагрузка на ходовой винт со стороны сил резания определяется по формуле:
T_(P_z )=(p×P_x)/(2×π×η)+P_z×f+P_y×f.

Подставляем данные в формулу и рассчитываем:
T_(P_z )=(20×5 394)/(2×3,14×0,97)+4 015×0,003+3 232×0,003=17 732 Н.
Для винта Bosch-Rexroth R1502 370 65 допустимая нагрузка равна C=33 700 Н.
Требования по жесткости шариковых винтовых передач обуславливаются нормами, заданными исходя из точности перемещения исполнительного узла или связанными с динамикой привода. Для успешной работы последнего, с точки зрения динамических показателей, рекомендуется, чтобы собственная частота колебаний механической частоты привода примерно вдвое превышало частоту собственных колебаний двигателя, т.е. f_0= 80…90 Гц - для электрогидравлического шагового привода, f_0= 70…80 Гц - для следящего привода с теристорным преобразователем и электродвигателя постоянного тока и f_0= 3…5 Гц - для роботов.
Учитывая, что суммарная осевая жесткость механической системы связана с собственной частотой и определяется по формуле:
j_0=(4×π^2×〖f_0〗^2×W)/〖10〗^6 =[j],
то должно выполняться условие j_0≤j,
где, j - расчетная суммарная осевая жесткость, характеризующая механическую часть привода, Н/мкм.
f_0=80 Гц - для следящего привода с теристорным преобразователем и электродвигателя постоянного тока;
W – масса перемещаемого узла, кг.