第4章數(shù)控加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)能耗分析
4.1數(shù)控加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)能耗模型
數(shù)控機(jī)床作為機(jī)械加工系統(tǒng)的主體,其也是由若干個(gè)相互作用的能耗子系統(tǒng) 所構(gòu)成,主傳動(dòng)系統(tǒng)又作為機(jī)床的主要組成部分,其也是由若干個(gè)相互聯(lián)系的能 耗單元所組成,而數(shù)控加工中心作為應(yīng)用最為廣泛的一類(lèi)機(jī)床,繼承了數(shù)控機(jī)床的一 般能耗特性和規(guī)律,因此數(shù)控加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)從能量的角度也可以看成是由若干 相互作用和相互依賴(lài)并具有特定功能的能耗單元組成,數(shù)控加工中心的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程伴隨著物料流、能量流和信息流,其能耗由直接切除金屬的切削能耗、支持系統(tǒng)工作的輔助設(shè)施能耗和系統(tǒng)各種能量損耗組成,數(shù)控加工中心作為應(yīng)用較為廣泛的一 種機(jī)床,其能量源也十分眾多,能耗去向不一,所以其能耗也較為復(fù)雜,以數(shù)控 銑床XK713為例,其中光電機(jī)就有7個(gè),加上燈和驅(qū)動(dòng)器等其他電器元件,總的 能耗單元己經(jīng)達(dá)到10個(gè)以上,具體如表4.1所示。
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表4.1 XK713型數(shù)控加工中心主要能耗單元
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通過(guò)表4.1可以很直觀的發(fā)現(xiàn)數(shù)控加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)是整個(gè)數(shù)控加工中心的主要能 耗單元,通過(guò)查閱具體文獻(xiàn)后可知數(shù)控加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)中的能量流占整個(gè)數(shù)控銑 床加工系統(tǒng)傳輸能量的95%以上[37],因此建立數(shù)控加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)能耗模型十分 有必要,首先通過(guò)分析數(shù)控加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)功率特性后可知,數(shù)控加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)的能量消耗主要包括切削能耗和電動(dòng)機(jī)的能量損失能耗以及機(jī)械傳動(dòng)能量損失 能耗三部分組成,接下來(lái)就需要對(duì)這三部分能耗進(jìn)行分別描述和分析。
通過(guò)前文的闡述,我們己經(jīng)建立了數(shù)控加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)功率平衡方程,為了 定量的研宄能耗,一般將功率對(duì)時(shí)間的積分定義為能耗E,數(shù)控加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng) 三部分能耗之間也是相互影響的,在進(jìn)行求和的過(guò)程中用相關(guān)系數(shù)表示。在銑床 整個(gè)加工過(guò)程中,既有能量的輸入也有能量的輸出,當(dāng)然當(dāng)中也伴隨著能量的損 耗,但根據(jù)能量守恒原則,可以建立數(shù)控加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)能耗平衡方程,如(4-1) 所示,其中不以數(shù)控加工中心的型號(hào),機(jī)械傳動(dòng)形式的改變而改變,所建立的能耗模 型對(duì)于研宄數(shù)控加工中心能效和探索數(shù)控加工中心加工系統(tǒng)節(jié)能途徑十分有必要,通過(guò)該 模型我們可以很直觀的看出數(shù)控加工中心的能耗構(gòu)成情況,為下一步提高數(shù)控加工中心能 效和提出優(yōu)化節(jié)能措施做基礎(chǔ)。
在第三章第二節(jié)主傳動(dòng)系統(tǒng)功率特性中己經(jīng)給出了切削能耗功率方程,由此 可得數(shù)控加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)切削能耗模型。
通過(guò)數(shù)控加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行特性可知,切削能耗的時(shí)間主要指數(shù)控加工中心 加工過(guò)程所用的時(shí)間,不包括其中的啟動(dòng)、空載以及停機(jī)時(shí)間,可由式(4-6)得出。
電動(dòng)機(jī)的損耗直接關(guān)系著電動(dòng)機(jī)的效率,數(shù)控加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中主要包括兩種形式的損耗:固定損耗和負(fù)載損耗,在銑床負(fù)載和空載條件下電機(jī)的各種損耗系數(shù)是不盡相同的,但也有一定的比例關(guān)系。由此可得數(shù)控加工中心主傳 動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)損耗模型。
機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的摩擦功率損耗A主要包括兩部分,一部分為載荷摩擦損耗功率4 ,另一組成部分為非載荷摩擦損耗功率在銑床負(fù)載和空載條件下傳動(dòng)部分的損耗系數(shù)也是不相同的。由此可得數(shù)控加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)的 電機(jī)損耗模型。
傳動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)電損能耗以及 傳動(dòng)損耗從數(shù)控加工中心開(kāi)啟到停機(jī)一直存在,因此時(shí)間即為整個(gè)加工過(guò)程的時(shí) 間。
本文采摘自“數(shù)控加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)能耗特性及運(yùn)行節(jié)能技術(shù)研究”,因?yàn)榫庉嬂щy導(dǎo)致有些函數(shù)、表格、圖片、內(nèi)容無(wú)法顯示,有需要者可以在網(wǎng)絡(luò)中查找相關(guān)文章!本文由伯特利數(shù)控整理發(fā)表文章均來(lái)自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考,轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明!
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