Data laboratorium: 07.11.2014 r.

Prowadzący: dr inż. Piotr Wilk

Sprawozdanie

Podstawy Konstrukcji Maszyn Technologicznych

Temat ćwiczenia: Wyznaczanie mocy biegu jałowego.

MiBM, semestr V, grupa 3:

Anderko	Wojciech
Bała	Hubert
Cyron	Adrian
Fulara	Marek
Grabiński	Mateusz
Grzechnik	Arkadiusz
Grzesiak	Michał
Jaworski	Wojciech
Kuźnik	Kamil
Machoczek	Sebastian
Majcherek	Dawid
Majorek	Bartosz
Matuszczyk	Przemysław
Mitka	Krystian
Motyka	Kamil
Muszyński	Mateusz
Mysiura	Grzegorz
Niemkiewicz	Piotr
Opara	Tomasz
Paprocki	Jarosław
Płaczek	Patryk
Putlak	Michał
Staniaszek	Sylwia
Świeboda	Piotr
Wawrzyniak	Mateusz
Zając	Łukasz
Zwierzyński	Michał

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie współczynnika sprawności (stosunku mocy użytecznej do mocy dostarczanej) tokarki. Zbadanie tego współczynnika pomaga w znalezieniu przyczyn, które mogą powodować nadmierny pobór mocy obrabiarki.

Wstęp teoretyczny

Obrabiarki o większych mocach poddaje się badaniom na pobór mocy na biegu jałowym (obrabiarka nie poddana obciążeniu) w całym zakresie prędkości wrzecion i ruchów posuwowych. Podczas pracy na biegu jałowym występują straty mocy, które zachodzą w:

- silniku elektrycznym (suma strat w żelazie, miedzi, na wentylację silnika, oraz oporów w łożyskach),

- mechanizmach obrabiarki (suma strat w parach kinematycznych) – na ogół zwiększają się ze wzrostem prędkości obrotowych.

Straty mocy biegu jałowego obrabiarki można wyznaczyć przez:

1. Pomiar drogi kątowej i czasu samohamowania wrzeciona

Odłączenie źródła energii od obrabiarki powoduje zjawisko samohamowania łańcucha napędowego, cała energia ruchu zamienia się w pracę tarcia.

Rys. 1. Charakter przebiegu drogi (α), prędkości (ω) i opóźnienia kątowego (ε) wrzeciona w czasie samohamowania.

Pomiary strat mocy na biegu jałowym obrabiarki w tej metodzie polegają na: pomiarze w stanie ustalonym prędkości obrotowej wrzeciona, a następnie w czasie samohamowania dokonuje się pomiaru liczby obrotów wrzeciona do momentu zatrzymania. Pomiary te przeprowadza się na wszystkich stopniach prędkości.

1. Pomiar mocy elektrycznej pobranej z sieci

Metoda ta polega na pomiarze mocy z sieci za pomocą watomierza. Należy badać pobór mocy przy każdej prędkości obrotowej wrzeciona (od najniższej do najwyższej) nieobciążonej obrabiarki (na biegu jałowym). Na podstawie pomiarów sporządza się wykres zależności pobieranej mocy i prędkości obrotowej wrzeciona. Późniejsza analiza wyników pozwala na znalezienie możliwych przyczyn zwiększonego poboru mocy obrabiarki.

Przebieg ćwiczenia

W trakcie zajęć laboratoryjnych dokonano pomiarów mocy elektrycznej pobieranej z sieci, w celu wyznaczenia strat mocy na biegu jałowym tokarki. Sposób odbywania pomiarów: uruchomienie tokarki na biegu jałowym na określonej prędkości obrotowej wrzeciona, odczekanie ok. 60 s, w celu ustabilizowania się pracy tokarki, po czym następował odczyt mocy pobieranej przez tokarkę z watomierza. Prędkości obrotowe wrzeciona zmieniano rosnąco począwszy od 35,5 $\frac{\text{obr}}{\min}$ do 800 $\frac{\text{obr}}{\min}$. Dokonano trzy serie pomiarów.

Charakterystyka tokarki:

Typ: TUM 25B,

Napięcie robocze: 380V

Napięcie sterowania: 220 V

Moc zainstalowana : 3,2 kW

Częstotliwość: 50 Hz

Prąd znamionowy: 7,3 A

Rodzaj prądu: przemienny

Rok budowy: 1971r

Rys. 2. Schemat kinematyczny tokarki TUM 25

Rys. 3. Schemat układu pomiarowego (watomierz dwusystemowy w układzie Arona)

Pomiary

Prędkość obrotowa wrzeciona [$\frac{\text{obr}}{\min}$]	Pobór mocy [W]
	Seria 1
35,5	320
50	360
71	400
100	480
140	560
200	720
280	360
400	440
560	560
800	720

Wnioski

- ogólnie wraz ze wzrostem prędkości obrotowej wrzeciona rośnie pobór mocy tokarki (dość równomiernie), ale przy zmianie prędkości z 200 na 280 obr/min następuje znaczny spadek pobieranej mocy, co spowodowane jest zmianą przełożenia tokarki (z 1:8 na 1:1),

- kolejne serie pomiarów charakteryzowały się mniejszym poborem mocy elektrycznej, czego przyczyną było nagrzanie się układu kinematycznego tokarki i oleju.