A hajtás energetikai jellemzői és növelésének módjai
Az elektromos motorok működési feltételeit az aktiválási és terhelési üzemi tényezők értékelik. A gép váltási aránya
ahol ∑tр a műszak teljes munkaideje; T a változás ideje; ∑t0 — a teljes segédidő és a munkaszünetek ideje.
A legtöbb modern gépet úgy állítják le, hogy lekapcsolják az elektromos motort a hálózatról. Ilyen körülmények között a gép és a villanymotor kapcsolási tényezői megegyeznek. Olyan gépekhez, amelyek súrlódó tengelykapcsoló a fő hajtókörben a villanymotor általában folyamatosan forog. Csak a munka hosszú szüneteiben kapcsol ki.
Ha feltételezzük, hogy az univerzális gép különböző üzemi körülményei között ∑tр bármilyen értéket felvehet (0-tól T-ig), és a megadott határokon belül minden ∑tр értéke egyformán valószínű, akkor
A gépek kihasználtsági fokát terhelési tényező jellemzi
ahol Psr az elektromos motor tengelyének átlagos teljesítménye; Пн — az elektromos motor névleges teljesítménye.
Ha a különböző körülmények között működő univerzális szerszámgépek minden terhelése egyformán valószínű, akkor az átlagos teljesítmény
Például a Px.x = 0,2Pn közös aránnyal γav = 0,6.
A terhelési tényező és a terhelési tényező szorzatát a villanymotor kihasználtsági tényezőjének nevezzük:
ahol arab az a mechanikai energia, amelyet az elektromos motor ténylegesen ad a gépnek; An az az energia, amely az elektromos motor névleges teljesítményen történő folyamatos működése során adna.
A befogadási és terhelési tényezők fenti átlagos értékeivel bsr = 0,3-at kapunk.
Az alkatrészek megmunkálásához felhasznált energia és a gép által a folyamatos, névleges terhelés melletti működés során felhasználható energia arányát a gép kihasználtságának nevezzük:
A fémvágó gépeket hajtó villanymotorok kapcsolási és terhelési tényezőinek tényleges átlagos értékei kisebbek a feltüntetetteknél. Ez az alacsony terhelésű és jelentős segédidővel végzett munka túlsúlyát mutatja.
A munkatényezők valóshoz közeli értékeit az ipari vállalkozások áramellátó hálózatának terheléseinek elemzésével kaphatjuk meg. Az adott műhelyt ellátó elektromos hálózat terhelése lényegesen kisebb, mint az ebben a műhelyben működő villanymotorok névleges teljesítményeinek összege.
A túlzott rézfogyasztás elkerülése érdekében a műhelyt villamos energiát ellátó vezetékek keresztmetszetének meghatározásakor figyelembe veszik a fogyasztók egyidejű terhelését, valamint alulterhelését. A gyárak táphálózatának terheléseinek elemzése alapján megállapítható, hogy a kapcsolási tényező átlagos értéke ~ 0,3, a terhelési tényező pedig ~ 0,37. Az átlagos gépkihasználtság ~ 12%. A fentiek mindegyike azt jelzi, hogy a szerszámgéppark használata terén nagy erőforrások állnak rendelkezésre.
A forgácsolási folyamatra fordított Ares energia és a villanymotor által a ciklus során elfogyasztott A energia arányát a rendszer ciklikus hatásfokának nevezzük:
Nemcsak a szerszámgép és a villanymotor szerkezeti tökéletességét jellemzi, hanem a kiválasztott technológiai folyamat racionalitását is az energiafelhasználás és a beépített teljesítmény felhasználása szempontjából. A hosszú alapjárati idővel és jelentős alulterheléssel üzemelő többciklusú gépek hatásfoka kicsi (5-10%).
Az elektromos motorok alulterhelése a villanymotorokba, az elektromos hálózatokba és az üzemi alállomásokba fektetett pénzeszközök elégtelen megtérüléséhez vezet. A villanymotorok alulterhelése miatt csökken a hatásfok és a cosφ. A hatékonyság csökkenése energiaveszteséghez vezet. A cosφ csökkenése állandó aktív teljesítmény fogyasztása esetén az áramerősség növekedéséhez vezet. Az áramerősség növekedésével a hálózati veszteségek nőnek, és a transzformátorok és generátorok beépített kapacitása nincs teljesen kihasználva.
Ha az erőműben sok részterhelésen üzemelő villanymotor van, akkor a villanyszámla megemelkedik, mert az üzembe beépített transzformátorteljesítmény minden kilovolt-amperéért bizonyos díjat számítanak fel, amely nem függ a tényleges energiafogyasztástól. Ezen túlmenően, alacsony cosφ-értékeknél az egységnyi fogyasztott energia költsége nő.
Az eszközhasználatot, a termelés megszervezését a villanymotorok bekapcsolásának és töltésének üzemi együtthatóival is lehet értékelni. A gép működését jellemző együtthatók ismerete segíti a géppark kihasználatlan erőforrásainak azonosítását és a fémforgácsoló gépek ésszerű működésének megszervezését.
A fémforgácsoló gépek működésének szabályozására speciális eszközöket fejlesztettek ki, amelyek egy része a fémforgácsoló gépekhez van rögzítve, mások a műhelyek és általában a termelés központi irányítására szolgálnak.
A feldolgozási folyamat minden egyes változtatásával a termelékenység növelése érdekében a gép és az elektromos hajtás energiamutatói általában nőnek. Ez a vágási sebesség növelésére, az előtolás növelésére, a feldolgozási átmenetek kombinációjára, a segédidő csökkentésére stb. vonatkozik. A gépek fő mozgásának elektromos hajtása energiajellemzőinek növelésének hatékony eszköze a hajtás megközelítésének és kihúzásának automatizálása. a szerszám, a munkadarab rögzítése, mérések stb.
A technológiai folyamatok ilyen racionalizálásának lehetőségei azonban gyakran korlátozottak.Egy alkatrész gépen történő megmunkálásakor biztosítani kell a szükséges pontosságot, a feldolgozás tisztaságát és a magas munkatermelékenységet, amely meghatározza a megmunkálási és forgácsolási módok típusát, és alkatrészenként egy-egy telepítésből kikényszeríti a nagyolási és simítási műveleteket.
A fő hajtásláncban súrlódó tengelykapcsolóval rendelkező gépeknél gyakran alkalmaznak úgynevezett alapjárati fékeket. Az alapjárati fordulatszám-határoló egy kapcsoló, amely lekapcsolja az elektromos motort, amikor a tengelykapcsolót lekapcsolják. Az elektromos motor ilyen lekapcsolása aktív és meddő energia megtakarítást eredményez. Ez azonban megnöveli az elektromos motor indításainak számát, ami bizonyos plusz energiafogyasztással jár.
Ezen túlmenően, a szünetekben a motor hűtésének romlása miatt egyes esetekben túlmelegedhet. Végül az alapjárati fordulatszám-határoló használatakor a villanymotor indítási számának növekedése miatt megnő a berendezés kopása. Ezeket a körülményeket speciális számításokkal lehet figyelembe venni. Kielégítő eredmény érhető el, ha a villanymotort egy bizonyos beállított időtartamnál hosszabb szünetekkel automatikusan lekapcsolják.
Számos speciális technikai eszköz létezik az elektromos hajtások költségének növelésére. Ide tartozik a motorral párhuzamosan kapcsolt statikus kondenzátorok alkalmazása, az aszinkron motorok szinkronizálása, az aszinkron motorok cseréje szinkronokkal. A fémvágó gépek energiateljesítményének javítására irányuló intézkedések nem terjedtek el széles körben.
Mivel az általános célú fémmegmunkáló gépek elektromos hajtásai az esetek többségében hosszú szünetekkel működnek, a bonyolult és költséges szerelést nem használják fel kellőképpen, így az erre fordított összeg túl sokáig tart majd megtérülni. Leggyakrabban meddőteljesítmény kompenzáció vegyesboltban vagy általános méretben. Erre a célra statikus kondenzátor bankokat használnak.