1. Кинематическая схема привода

При выборе кинематической схемы привода надо стремиться к максимальному приближению источника движения к исполнительному органу. В приводе подачи для преобразования вращательного движения в поступательные наиболее часто используется пара «винт-гайка». Ходовой винт может быть соединён с валом двигателя непосредственно соединительной муфтой (СМ) (рис. 1), через механическое передаточное устройство (МПУ) (рис.2). Конструктивные параметры ходового винта шаг h=6мм, диаметр наружный D_H=36мм, диаметр средний D_CP=33мм выберем [1] таблице приложения 1. Длина вала выбирается произвольно в пределах 400 - 1000 мм. Размеры рабочей поверхности стола: длина от 630 до 1600 мм, ширина от 200 до 400 мм.

Рис. 1 Рис. 2

Исходя из заданной максимальной скорости подачи и параметров кинематической схемы определяется максимальная частота вращения двигателя:

n_max=S_maxi/h=1700∙2,4/6=680 об/мин. (1)

Минимальное значение подачи S_min определяется с учётом заданного диапазона регулирования:

S_min=S_max/D=1700/70=24мм/мин, (2)

Минимальная частота вращения двигателя

n_min=S_mini/h=24∙2,4/6=9,6 об/мин. (3)

Высокомоментные двигатели серии ПБВ, применяемые в приводах подачи, предназначены для эксплуатации с частотой вращения в пределах 0,1-2000 мин'¹. Значения n_min и n_max попадают в этот диапазон.

2. Приведение сил и моментов сопротивления

Сила P_i; препятствующая движению подачи и по заданию на проект меняющая свою величину во времени, складывается из сил резания и трения. Эта сила на ходовом винте преобразуется в момент сопротивления:

M_i=P_iD_срtg(α+β)/2, (4),

где D_ср - средний диаметр ходового винта, м;

α - угол наклона резьбы ходового винта:

α = arctg(h/π/D_ср)= arctg(6/π/33)=3,312°.

β - угол трения ходового винта β=arctg(f)= arctg(0,18)=10,204°.

где f- коэффициент трения скольжения, для пары сталь - бронза f=0,18.

Приведённый к валу двигателя момент сопротивления

M_ci=Mi/η_п/I (5)

где η_п - КПД соответствующего МПУ (η_п=0,95).

Результаты расчётов сведены в таблицу 1

№	Pi, Н	Mi, Нм	Mсi, Нм
1	1000	3,97	4,17
2	4000	15,86	16,70
3	3000	11,90	12,52

На основании рассчитанных значений приведённого момента сопротивления строится нагрузочная диаграмма на рис. 3.

Рис. 3

3. Выбор электродвигателя

Выбор электродвигателя производится методом эквивалентного момента с использованием нагрузочной диаграммы (рис. 3).

M_э=√((M²_c1t₁+ M²_c2t₂+ M²_c3t₃)/( t₁+ t₂+ t₃))=

√((4,17²11+ 16,70²34+ 12,52²_c38)/(11+ 34+ 8)=13,62 Нм (6)

По [1] таблице приложения 2 выбирается двигатель, у которого номинальный момент больше или равен эквивалентному (М_н > М_э) - ПБВ 1125.

Для дальнейших расчётов потребуются следующие параметры двигателя:

Номинальная мощность Р_н=1,1 кВт

Номинальное напряжение U_H=44, В

Номинальный ток 1_н=31, А

Номинальный момент М_н=1,4, Нм

Индуктивность якоря L_д=0,73 мГн

Момент инерции J_д=0,035 кгм²

Номинальная скорость ω_нд=πn/30=π700/30=73,3 1/с

Коэффициент передачи двигателя К_д=ω_нд/U_н=73,3/44=1,666 1/(Вс)

Электромеханическая постоянная времени Т_д=0,013 с

Коэффициент передачи тахогенератора, встроенного в электродвигатель, К_тг=1,3 Вс.