Actual Problems in Machine Building. Vol. 9. N 1-2. 2022 Technological Equipment, Machining Attachments and Instruments ____________________________________________________________________ 48 Целью настоящей работы является разработка методики определения рациональных значений КПД привода главного движения металлорежущего станка на основе математического моделирования эксплуатационных характеристик с учетом потерь мощности в кинематических цепях. Методика проведения исследований В соответствии с уравнением баланса мощности [9] формула для расчета значений КПД имеет вид: Х Н Э Э N N N N , (1) где Х N – потери мощности при холостом ходе привода; Н N – нагрузочные потери (дополнительные потери мощности при работе привода под нагрузкой); Э N – эффективная (полезная) мощность резания. Под потерями холостого хода подразумевается часть мощности, которая затрачивается на вращение шпинделя при отсутствии нагрузки на рабочем органе. Механическая энергия расходуется на преодоление сил трения во всех подвижных соединениях, а также сил сопротивления окружающей среды. Эта часть механической энергии в итоге превращается в тепловую. Величина потерь мощности при холостом ходе зависит от длины кинематической цепи, качества изготовления и сборки передач коробки скоростей. Большое влияние на потери также оказывает частота вращения шпинделя. Под нагрузочными потерями понимается дополнительный расход мощности, затрачиваемый на преодоление сил трения, возникающих в элементах привода при осуществлении на станке процесса резания. Увеличение сил сопротивления по сравнению с холостым ходом вызвано интенсификацией процессов трения во всех кинематических парах. При этом происходит рост контактных давлений в соединениях, приводящий к появлению деформаций в элементах, а также происходит проскальзывание во фрикционных муфтах и ременной передаче. Очевидно, что нагрузочные потери находятся в зависимости от мощности, затрачиваемой на резание (эффективной мощности), а именно от крутящего момента на шпинделе, величина которого определяет силовую нагрузку на всех элементах коробки скоростей. Методика определения составляющих потерь мощности в ПГД металлорежущих станков описана в работе [10]. Для определения эффективной мощности используется зависимость: N n М Э , (2) где n– частота вращения шпинделя; М– крутящий момент. Проблема определения Э N заключается в том, что станки работают в большом диапазоне скоростей и действующих нагрузок, следовательно, величина мощности изменяется в широких пределах. Поэтому для определения эффективной мощности целесообразно использовать апробированную методику, основанную на математическом моделировании эксплуатационных характеристик [5, 11 – 15]. Данный подход основан на том, что эксплуатационные характеристики станков такие, как частота вращения n, и крутящий момент М на шпинделе, и эффективная мощность NЭ образуют систему взаимосвязанных случайных величин, зависящих от большого числа параметров технологических операций. Поэтому в основу математической модели, отражающей
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1