Способ определения максимально допустимой по мощности привода шпинделя главной составляющей силы резания при плоском шлифовании

Способ определения максимально допустимой по мощности привода шпинделя главной составляющей силы резания при плоском шлифовании

Реферат

 

Использование: в системах автоматического проектирования операций шлифования и математических зависимостей для расчета режимов резания. Сущность изобретения: предварительно измеряют мощность, затрачиваемую на вращение шпинделя шлифовального станка в холостом режиме работы, шлифуют образец шлифовальным кругом, увеличивая параметры режима резания, увеличивают мощность, затрачиваемую на вращение шпинделя до величины, при которой шлифовальный станок выключается при срабатывании защитного реле, в этот момент одновременно изменяют мощность и фактическую частоту вращения шпинделя, и по формуле определяют величину максимально допустимой по мощности привода шпинделя главной составляющей силы резания.

Изобретение относится к динамометрии и может быть использовано в системах автоматизированного проектирования операции шлифования и математических зависимостях для расчета режимов резания, обеспечивающих наиболее производительное шлифование.

Изобретение решает задачу повышения точности определения главной составляющей силы резания при шлифовании за счет учета потерь на работу механизма в холостом режиме и расчета искомой силы по фактическим параметрам процесса.

Для этого в способе определения максимально допустимого по мощности привода шпинделя значения главной составляющей силы резания при плоском шлифовании измеряют мощность, затрагиваемую на вращение шпинделя шлифовального станка в холостом режиме работы, затем шлифуют образец шлифовальным кругом и путем увеличения параметров режима резания увеличивают мощность, затрагиваемую на вращение шпинделя до величины, при которой срабатывает защитное реле, выключающее шлифовальный станок, в момент выключения шлифовального станка одновременно измеряют мощность и фактическую частоту вращения шпинделя, а величину максимально допустимой по мощности привода главной составляющей силы резания определяют по формуле: где N_max мощность, затрачиваемая на вращение шпинделя в момент срабатывания защитного реле, Вт; N_х.р. мощность, затрачиваемая на вращение шпинделя в холостом режиме работы, Вт; число Пи (3,14); D-наружный диаметр шлифовального круга, м; n_ф фактическая частота вращения шпинделя в момент срабатывания защитного реле, с^-1; k₃ коэффициент запаса мощности.

Использование шлифовального станка позволяет приблизить условия эксперимента к условиям работы. Предварительное измерение мощности, затрачиваемой на вращение шпинделя в холостом режиме работы, позволяет определить фактическое значение мощности, затрачиваемой на шлифование. Измерение мощности, расходуемой на вращение шпинделя в момент срабатывания защитного реле, позволяет определить максимальное значение этой мощности для данной модели станков. Измерение фактической частоты вращения шпинделя позволяет при известном наружном диаметре шлифовального круга определить фактическую скорость шлифовального круга. Коэффициент запаса мощности вводится для того, чтобы предотвратить выход из строя электродвигателя на приводе шпинделя.

Способ осуществляют следующим образом.

В цепь электродвигателя на приводе шпинделя шлифовального станка подключают амперметр и вольтметр, по показаниям которых определяют расходуемую электродвигателем мощность. Включают вращение шпинделя и измеряют мощность, затрачиваемую на вращение шпинделя в холостом режиме работы. Затем шлифуют образец, последовательно увеличивая либо скорость продольной подачи стола, либо глубину резания, либо ширину шлифования. При каком-то значении выбранного параметра режима резания срабатывает защитное реле, выключающее станок. В момент выключения станка одновременно фиксируют значение расходуемой мощности и тахометром определяют фактическую частоту вращения шпинделя. Замеряют наружный диаметр шлифовального круга и по формуле рассчитывают максимально допустимое по мощности привода шпинделя значение главной составляющей силы резания.

Например, при проведении эксперимента на станке модели ЛШ-220 в цепь электродвигателя на приводе шпинделя подключали амперметр постоянного тока М362 и вольтметр постоянного тока Ф44214. Мощность электродвигателя равна 18500 Вт. Мощность, затрачиваемая на вращение шпинделя в холостом режиме работы, составила 550 Вт. При шлифовании образца, изготовленного из стали 50 шлифовальным кругом марки 1 0,5x0,032x0,203 м 25А 10Н СМ1 10К5 ГОСТ 2424-83) с использованием 3%-ного содового раствора, постоянными параметрами в режиме резания были: скорость круга 35 м/с, глубина резания 0,0005 м, ширина шлифования 0,03 м. Мощность, затрачиваемую на вращение шпинделя, увеличивали путем увеличения скорости продольной подачи стола. При скорости продольной подачи стола, равной 0,0116 м/с, сработало защитное реле, выключившее станок. В момент выключения мощность, затрачиваемая на вращение шпинделя, составляла 17950 Вт, а частота вращения шпинделя, замеренная тахометром, была равна 18,33 с^-1. Приняв коэффициент запаса мощности равным 1,1, получили, что максимально допустимая по мощности привода шпинделя главная составляющая сила резания равна 567 Н. При тех же условиях шлифования, но без учета потерь мощности на холостой режим работы и при использовании в расчетах заданной (по скорости круга), а не фактической частоты вращения шпинделя, получали, что максимально допустимая по мощности привода шпинделя главная составляющая силы резания равна 480 Н.

Использование способа повысило точность определения силы на 20%

Формула изобретения

Способ определения максимально допустимой по мощности привода шпинделя главной составляющей силы резания при плоском шлифовании, отличающийся тем, что измеряют мощность, затрачиваемую на вращение шпинделя шлифовального станка в холостом режиме работы, затем шлифуют образец шлифовальным кругом и путем увеличения параметров режима резания увеличивают мощность, затрачиваемую на вращение шпинделя до величины, при которой срабатывает защитное реле, включающее шлифовальный станок, в момент выключения шлифовального станка одновременно измеряют мощность и фактическую частоту вращения шпинделя, а величину максимально допустимой по мощности шпинделя главной составляющей силы резания определяют по формуле где N_max мощность, затрачиваемая на вращение шпинделя в момент срабатывания защитного реле, Вт; N_x.p мощность, затрачиваемая на вращение шпинделем в холостом режиме работы, Вт; D наружный диаметр шлифовального круга, м; n_ф фактическая частота вращения шпинделя в момент срабатывания защитного реле, с^-1; k_з коэффициент запаса мощности.