4.1數(shù)控加工中心主傳動系統(tǒng)能耗模型
數(shù)控機床作為機械加工系統(tǒng)的主體,其也是由若干個相互作用的能耗子系統(tǒng) 所構(gòu)成,主傳動系統(tǒng)又作為機床的主要組成部分,其也是由若干個相互聯(lián)系的能 耗單元所組成,而數(shù)控加工中心作為應(yīng)用最為廣泛的一類機床,繼承了數(shù)控機床的一 般能耗特性和規(guī)律,因此數(shù)控加工中心主傳動系統(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并具有特定功能的能耗單元組成,數(shù)控加工中心的整個運動過程伴隨著物料流、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,其中光電機就有7個,加上燈和驅(qū)動器等其他電器元件,總的 能耗單元己經(jīng)達到10個以上,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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通過表4.1可以很直觀的發(fā)現(xiàn)數(shù)控加工中心主傳動系統(tǒng)是整個數(shù)控加工中心的主要能 耗單元,通過查閱具體文獻后可知數(shù)控加工中心主傳動系統(tǒng)中的能量流占整個數(shù)控銑 床加工系統(tǒng)傳輸能量的95%以上[37],因此建立數(shù)控加工中心主傳動系統(tǒng)能耗模型十分 有必要,首先通過分析數(shù)控加工中心主傳動系統(tǒng)功率特性后可知,數(shù)控加工中心主傳動系統(tǒng)的能量消耗主要包括切削能耗和電動機的能量損失能耗以及機械傳動能量損失 能耗三部分組成,接下來就需要對這三部分能耗進行分別描述和分析。
通過前文的闡述,我們己經(jīng)建立了數(shù)控加工中心主傳動系統(tǒng)功率平衡方程,為了 定量的研宄能耗,一般將功率對時間的積分定義為能耗E,數(shù)控加工中心主傳動系統(tǒng) 三部分能耗之間也是相互影響的,在進行求和的過程中用相關(guān)系數(shù)表示。在銑床 整個加工過程中,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,機械傳動形式的改變而改變,所建立的能耗模 型對于研宄數(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)控加工中心主傳動系統(tǒng)切削能耗模型。
通過數(shù)控加工中心主傳動系統(tǒng)運行特性可知,切削能耗的時間主要指數(shù)控加工中心 加工過程所用的時間,不包括其中的啟動、空載以及停機時間,可由式(4-6)得出。
電動機的損耗直接關(guān)系著電動機的效率,數(shù)控加工中心主傳動系統(tǒng)在運行過程中主要包括兩種形式的損耗:固定損耗和負載損耗,在銑床負載和空載條件下電機的各種損耗系數(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 動系統(tǒng)的電機損耗模型。
機械傳動系統(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載和空載條件下傳動部分的損耗系數(shù)也是不相同的。由此可得數(shù)控加工中心主傳動系統(tǒng)的 電機損耗模型。
傳動系統(tǒng)的電機電損能耗以及 傳動損耗從數(shù)控加工中心開啟到停機一直存在,因此時間即為整個加工過程的時 間。
本文采摘自“數(shù)控加工中心主傳動系統(tǒng)能耗特性及運行節(jié)能技術(shù)研究”,因為編輯困難導(dǎo)致有些函數(shù)、表格、圖片、內(nèi)容無法顯示,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)表文章均來自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考,轉(zhuǎn)載請注明!
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