cnc-club.ru

Всем доброго времени суток! Прошу вас помочь с дипломной работой. Разрабатываю систему охлаждения для фрезерно гравировального станка. Шпиндель имеет такие характеристики
Мощность, кВт: 1.5
Скорость вращения, об/мин: 6 000 - 24 000
Напряженив, В: 220
Номинальный ток, А: 5
Номинальная частота, Гц: 400
Тип цанги: ER-11
Тип подшипников: 2*UTE 7004
1*UTE 7002

Тип охлаждения: Жидкостное
Тип смазки: Консистентная
Диаметр, мм: 80
Длинна, мм: 188

Не могу рассчитать потери электрические и механические.

на холостом ходу или рабочем?
Какой фрезой на каких режимах и по какому материалу?
В потери входит ли затраты на насос? если да - то учтите что насос может на определённых режимах шпинделя(такой мощности) кушать на уровне с последним)))
По работе пришлось обосновывать почему 18кВт шпиндель останавливает 80мм фрезой... Выясняли необходимость рекламации поставщику.
Но я исходил только из своих пониманий и предположений о КПД шпинделя и потерях в редукторе.
Поднимал параметры усилие реза для данной фрезы для данного материала. А остальное классика - КПД, крутящий момент и прочее... Прикидка была грубая.
Результатом рассчёта была рекомендация не брать этой фрезой по заданному материалу больше 30% от высоты режущей части. А также стали протоколировать нагрузку на шпиндель для оптимизации УП.

AlexTskan писал(а):на холостом ходу или рабочем?
Какой фрезой на каких режимах и по какому материалу?
В потери входит ли затраты на насос? если да - то учтите что насос может на определённых режимах шпинделя(такой мощности) кушать на уровне с последним)))
По работе пришлось обосновывать почему 18кВт шпиндель останавливает 80мм фрезой... Выясняли необходимость рекламации поставщику.
Но я исходил только из своих пониманий и предположений о КПД шпинделя и потерях в редукторе.
Поднимал параметры усилие реза для данной фрезы для данного материала. А остальное классика - КПД, крутящий момент и прочее... Прикидка была грубая.
Результатом рассчёта была рекомендация не брать этой фрезой по заданному материалу больше 30% от высоты режущей части. А также стали протоколировать нагрузку на шпиндель для оптимизации УП.

Расчеты думаю нужно приводить в двух режимах, на холостом ходу и наиболее тяжелом режиме работы на высокой скорости. После прикинуть потребляемую мощность и из этого рассчитать мощностные потери мощностьвход - мощностьвых. Затраты на насос не входят.

Считайте один расчет по пиковым нагрузкам. Зачем считать холостой ход? Температура будет всяко ниже, чем под нагрузкой.

Взял приблизительные потери при пиковой нагрузке, 330 Вт.

Может кто знает как устроена рубашка охлаждения шпинделя?

Fisher писал(а):Зачем считать холостой ход?

ни один серийный автомобиль не способен работать длительное время на пиковых нагрузках. И его система охлаждения (ну может для особых разве случаев) не рассчитывается под такие условия работы.
Я думаю аналогия понятна. и рассчёт требуется скорее всего для реальных условий работы. А затраты на охлаждение - местами и не такие уж и пренебрежимые. поэтому наверное коэффициент использования должен быть. ХХ/РХ/простой.

agitarius777 писал(а):Может кто знает как устроена рубашка охлаждения шпинделя?

вам лучше знать - шпиндель-то ваш. скорее всего каналы в магнитопроводе...

AlexTskan писал(а):ни один серийный автомобиль не способен работать длительное время на пиковых нагрузках. И его система охлаждения (ну может для особых разве случаев) не рассчитывается под такие условия работы.

Для достаточности расчета требуемого охлаждения как раз на пиках и нужно искать максимальное тепловыделение. И если система будет достаточна для максимальной мощности, то для холостого хода и подавно.

AlexTskan писал(а):

agitarius777 писал(а):Может кто знает как устроена рубашка охлаждения шпинделя?

вам лучше знать - шпиндель-то ваш. скорее всего каналы в магнитопроводе...

Я не могу наглядно работать со шпинделем, потому что его у меня нет. Есть только характеристики и фотографии по которым я могу ориентироваться
Пробую смоделировать для этого шпинделя систему охлаждения в SolidWorks, вот как устроены каналы внутри рубашки я не знаю.

agitarius777 писал(а):Взял приблизительные потери при пиковой нагрузке, 330 Вт.

А откуда взял? В данных на шпиндель не увидел КПД, откуда понятно, что КПД 22%? Потери в э/двигателе следующие:
1) Активное сопротивление обмотки. Меряется омметром, считается P=I^2*R или P=U^2/R. Единственная величина, которую можно вычислить без спецлаборатории. Обычно не более 5%.
2) Гистерезисные потери в магнитопроводе. Основной вид потерь, увеличивается с повышением частоты сети. Высчитать на коленке невозможно, задается производителем.
3) Потери на трение (подшипники и аэродинамические). Обычно пренебрегают, потому как не более 1%.
Ну ладно, пусть даже с потолка упало 0,33kW. И чего это дает? Ведь должна задаваться разница температур и тип охлаждающей жидкости. Ведь теплоемкость воды - 0,005kWh/кг/С, а теплоемкость масел 0,002-0,0025kWh/кг/С. Т.е. для 0,33kWh на воде при разности темп 1С нужно всего 0,33/0,005= 66 литров в час, а при разности в 50С соответственно в 50 раз меньше...
В э/двигателях с жидкостным охлаждением охлаждается корпус статора, потому как через сверления магнитопровода статора жидкость прокачать невозможно, магнитопровод набран из пластин, и жидкость, проникая через зазоры, быренько зальет моторчик...

AlexTskan писал(а):По работе пришлось обосновывать почему 18кВт шпиндель останавливает 80мм фрезой.

А на каких режимах? Какой фрезой? По какому материалу? Сомневаюсь, что на 200 об/мин при глубине резания 20мм и подаче 0,1мм/зуб на шестизубой фрезе по Ст3 (реальные режимы фрезера) остановятся даже 5kW... У меня 6Р80 не останавливается.

Фреза сандвик 345ая 6z на 80 мм 6,8 мм макс режущая(если правильно помню), толщина стружки от 0,15 обороты под рукой нет - получались около 700, подача около 500(усилие реза брали из каталога того же сандвика, уж не помню сколько там килоньютон)... на 40Х(на ст 3 приложили потом, а другое ею и не обдираем)
Происходил выход за рабочие параметры и останов шпинделя по выходу за предел нагрузки.
Ограничили глубину захода до 2,5мм - до 80% нагрузка на шпиндель. Две передачи.
Только перед перевариванием инфы - учтите - что привод практически прямой(вроде серва, но асинхронная). обороты до 12тыс. а на низких оборотах здесь крутящий момент большим быть не может.
на старичках у нас 9 квт 120 или 140 фрезой после резака обдирает помоему по 5-6мм без напряга... тут могу соврать - я за чпу отвечаю.

Модель готова и расчеты вроде тоже, но все равно мне кажется что я чего то не учел. Кто сможет помочь?