Actual Problems in Machine Building 2021 Vol.8 N1-2

Актуальные проблемы в машиностроении. Том 8. № 1-2. 2021 Технологическое оборудование, оснастка и инструменты ____________________________________________________________________ 59 Методика определения потерь мощности Потребляемая из сети мощность электродвигателя расходуется на совершение полезной работы и на работу по преодолению различных видов трения. В соответствии с законом сохранения и преобразования энергии уравнение баланса мощности привода главного движения (ПГД) в общем случае имеет вид [15-17] Э ПП Н Д Х N N N N N     , (1) где ПД Д NN N   – мощность на валу электродвигателя ( N – мощность, потребляемая 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 (обычно в испытаниях не учитывается вследствие небольшой величины); Э N – эффективная (полезная) мощность резания. Структура энергетического баланса ПГД в графическом изображении показана на рисунке 1. В зависимости от природы образования потери мощности на электродвигателе подразделяются на электрические, магнитные и механические. Под потерями холостого хода подразумевается та часть мощности, которая затрачивается на вращение шпинделя ПГД при отсутствии какой-либо нагрузки на рабочем органе. Механическая энергия расходуется на преодоление сил вредного сопротивления. Применительно к коробке скоростей к ним следует отнести силы трения во всех подвижных соединениях: 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. Величина потерь мощности при холостом ходе зависит от конструктивной сложности, а также качества изготовления и сборки передач коробки скоростей. Большое влияние на потери также оказывает частота вращения шпинделя. Под нагрузочными потерями понимается расход мощности, затрачиваемый на преодоление дополнительных сил трения, возникающих в элементах привода при резании. Увеличение сил сопротивления по сравнению с холостым ходом вызвано интенсификацией процессов трения во всех кинематических парах в связи с ростом контактных давлений в Рис. 1. Структура энергетического баланса ПГД