Bilans mocy

248

strat mocy niezależnych od obciążenia [8] Konieczna jest przy tym znajomość poboru mocv przez silnik elektryczny z sieci w czasie biegu luzem obrabiarki. Straty mocy na biegu iuzem samej obrabiarki wynoszą:

(5 26)

iiV, =    ■ n, IM1

gdzie:

Ną, [kW]

moc elektryczna sieci pobierana przez silnik podczas biegu luzem obrabiarki,

współczynnik sprawności silnika elektrycznego

Następnie dokonuje się pomiaru poboru mocy elektrycznej N_d przez silnik podczas kolejnych obciążeń obrabiarki. Przy takich założeniach moc przyjmowaną przez obrabiarkę można określić z zależności:

(5.27)

- .V, • t\, [IcfT]

gdzie: N_d [kW] - moc elektryczna pobierana przez silnik z sieci podczas kolejnych obciążeń obrabiarki.

Wartość mocy użytecznej obrabiarki N_u wyniesie:

(5 23)

Zaletą tej metody jest duża prostota, wskutek wyeliminowania wielu przyrządów pomiarowych, niezbędnych w innych metodach. Wadą tej metody jest uproszczenie wynikające z założenia lezącego u jej podstaw.

5.1.4.2.    Metoda bazująca nu pomiarze sil skrawania

W metodzie tej dokonuje się pomiaru sił skrawania P, i P_x oraz szybkości skrawania v przy wzdłużnym toczeniu wałka ze zróżnicowanymi parametrami posuwu i głębokości [3]

Moc użyteczną N, dla obrabiarki z zależnym układem posuwowym oblicza się ze wzoru (5 2). Poszczególne moce składowe mocy użytecznej oblicza się ze wzorów od (5 3) do (5.5).

Metoda pomiaru sil skrawania jest metodą bardzo dokładną, gdyż uwzględnia rzeczywiste warunki pracy obrabiarki. Okazuje się jednak kłopotliwa w realizacji, gdyż wymaga specjalnego silomierza umożliwiającego pomiar równocześnie dwóch składowych sil P₂ i P_v

5.1.4.3.    Metoda hamowania wrzeciona

W metodzie tej dokonuje się pomiaru mocy przy hamowaniu wrzeciona specjalnie przeznaczonymi do tego celu hamulcami [8], przy czym pomiaru mocy na wrzecionie dokonuje

się za pomocą pomiaru rzeczywistych wartości momentu i prędkości obrotowej, podczas gdy napęd posuwu jest wyłączony (M, = 0).

Metoda ta w porównaniu z poprzednimi ma wiele zalet, z których najważniejsze to:

. łatwość zmiany momentu obciążającego,

. prosta budowa urządzeń do hamowania,

- łatwość pomiaru momentu na urządzeniu hamującym.

Do wad tej metody należy zaliczyć to, ze w czasie hamowania wrzeciona łożyska oraz samo wrzeciono pracują w odmiennych warunkach obciążenia niż przy skrawaniu

5.1.5.    Wyznaczanie mocy głównej skrawania obrabiarki

Moc główną skrawania obrabiarki N wyznacza się, podobnie jak przy wyznaczaniu mocy użytecznej, metodą pomiaru sil skrawania (punkt 5 4 2).

Przy wyznaczaniu mocy głównej skrawania Nj dokonuje się pomiaru tylko statycznej (głównej) siły skrawania P_t siłomierzem tokarskim (omówionym w dalszej części niniejszego opracowania). Ponadto dokonuje się pomiaru rzeczywistej prędkości obrotowej n, dla ustalonych parametrów skrawania - głębokości i posuwu * przy wzdłużnym toczeniu wałka. Moc główna skrawania oblicza się z zależności (5.3) lub (5.4).

5.1.6.    Wyznaczanie mocy zużytej w obrabiarce na posuw

2 bilansu napędu głównego wrzeciona obrabiarki (rys.5.3) wynika, żs moc zuzyta na posuw N_p jest różnicą mocy użytecznej N„ i mocy głównej skrawania Nj, czyli

N_p - N_m - [kiV]    (5.29)

Wiadomo, że moc zuzyta na posuw jest niewielka w stosunku do głównej mocy skrawania i w takich przypadkach może być pominięta W dokładnych badaniach energetycznych obrabiarki należy moc zuzytą na posuw wyznaczyć, aby mieć pogląd, jaką cześć zapotrzebowania mocy przez obrabiarkę pochłania napęd łańcucha kinematycznego posuwu

5.1.7.    Wyznaczanie strat mocy w silniku elektrycznym

Przed dokonaniem badań energetycznych obrabiarki wymaga się znajomości strat mocy w silniku pod obciążeniem (dN, - dN* - dNJ [3], (9] w celu określenia niezbędnych współczynników sprawności zasadniczych zespołów obrabiarki, które z reguły odnosi się do mocy N, na waie silnika. Z definicji współczynnik sprawności silnika wynosi: