УДК 62-2
Шейкин Дмитрий Алексеевич Dmitry Sheikin Alexeyevich, Заворуев Роман Дмитриевич Zavoruev Roman Dmitrievich, Ефимов Станислав Александрович Efimov Stanislav Aleksandrovich
Студент Student
Санкт-Петербургский Политехнический Университет Петра Великого Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University
РАСЧЕТ ПРИВОДА ВРАЩЕНИЯ АВТОМАТА ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙ
РЕЗКИ ТРУБ ПОД СВАРКУ
CALCULATION OF THE ROTATION DRIVE OF THE AUTOMATIC FOR LASER CUTTING OF PIPES FOR WELDING
Аннотация. Предметом исследования статьи является расчёт вращательного привода через момент кручения и момент инерции трубы для автомата лазерной резки труб под сварку.
Abstract: The subject of the article is the calculation of the rotary drive through the torsional moment and the moment of inertia of the pipe for the machine for laser cutting of pipes for welding.
Ключевые слова. привод, вращение, труба, момент.
Key words: drive, rotation, pipe, moment.
Наружный радиус трубы R = 40 мм, внутренний радиус г = 34 мм, следовательно, наружный и внутренний диаметры равны D = 80 мм и d = 68 мм, толщина стенок Ь = 6 мм. Длинна трубы L = 6000 мм, а плотность стали р = 7800
S = ^*(D2 -d2), (1)
где S - площадь поперечного сечения трубы;
Б - наружный диаметр; ё - внутренний диаметр. По формуле (2):
п
Б = -* (0,082 - 0,0682) = 0,0014 м2 4
Объем трубы:
V = Б * Ь, (2)
где L - длинна трубы; Б - площадь поперечного сечения. Масса тела:
т = р * V (3)
где т - масса трубы;
р - плотность, у стали она равна 7,8 г/см3 = 7800 кг/м3;
V - объем.
По формуле (3):
V = 0.0014 * 6 = 0,0084 м3 По формуле (3):
т = р * V = 65,3 кг
Привод вращательного движения будет выбираться исходя из необходимого момента и частоты вращения [1, с. 27]. Угловая скорость трубы:
^ = ^ (4)
где R - внешний радиус трубы; Урез - скорость резания. Частота вращения:
ыт*30
п = -тг- (5)
Где п - частота вращения;
угловая скорость трубы. По формуле (5):
0,042 рад
^т = » » , = 1,1-
т 0.04 с
По формуле (5):
1,1 * 30 об п = _ , . = 11-
3.14 мин
Крутящий момент будет равен: Мкр=/*£ , (6)
где J - момент инерции трубы; £ - угловое ускорение.
Момент трения в подшипниках учитываться не будет.
Момент инерции трубы:
/ = 7*(Я2-Г2), (7)
где т - масса трубы; г - внутренний радиус трубы. По формуле (7): 65,3
У = —— * (0,042 - 0,0342) = 0.014 кг * м2 2
Примем 1/10 пути за ускорение, тогда время затраченное на этот путь будет равно:
9
т = ¿Т' (8)
где S - путь равный Угловое ускорение будет равно:
ыт*10
£ = ^ , (9)
По формуле (8):
* 0,04
т =-= 0,228 с
1,1
По формуле (9):
1,1 * 10 £ = = 48,3 с-2
0,228
По формуле (6):
Мкр = 0.014 * 48,3 = 0,676 Нм
«Научные исследования и инновации» В качестве примера был выбран двигатель EMMS-ST-57-S-SB-G2 [2], его характеристики предоставлены на рисунке 1.
Шаговый двигатель FES1
EMMS-ST-57-S-S B-G2
№ изделия 1370476
uai Ойщие условия экслпу^та
+ Пкнейо основной предущун ¡Sj ТэСлнца данных
без редуктора. с тчрмозямл
Таблица данных
Характеристика Значени*
постлан -»Зил
Температуря окр'.'лающен ■Ю 50 :с
Теыперат.ра хранения ■20 70 *С
Относительная вла:-мости воздуха 0 -
соответствует стандарту 1 ЕС 60034
lüiace защиты нзоппи/и Б
Класс температурной стойкости по стандарту EN 60S31-1 Б
Класс расчета параметров по стандарт', ln^doj-i-i 31
Класс защиты IPS4
Система электрического соединении Разъем
Замечания по материалу Соответствует директиве по ограничению ислогьзования опасных веществ (FloHS)
номинальное равен« напряжение DC 48 V
Уйеииваюиий момент ьитсра с в Nm
1,!акс скорость 2 720 vmin
Шаговый vron при полном шаге 1 8 deo
Погрешность шагового vma ±5
номтальныч ток ыотои> 5A
Константа напряжения ía^a 12 mVn-.in
шаза сопротивления обмотл OlíOhm
ЭЭМ oClíSThjl ¡ÍHi^TLI O.i mH
кассовый момент инерции ротора 0 25 kgcm2
Общий мйь".-чт инерции массы при подъгм^ С 3 kgemfi
Вес продукта 1 090 g
Допустимая осевая наг ру зка на sao 10 N
Допустимая радиальная нагрузка на вал 52 N
тормозной удесжнвакншй момент OJ Nm
Раоомее напряжение DC для тирмэза 24 V
потребляемая moíiyjoc-гъ торчи в w
Мрмент ннерцун тормоза 0.01
Рис. 1 - характеристики шагового двигателя
Библиографический список:
1. Григорьянц, А.Г. Лазерная резка металлов [Текст] / А.Г. Григорьянц, А. А. Соколов. М.: Высшая школа, 1988. - 127 c.;
2. FESTO, URL: https://www.festo.com/cms/ru_ru/index.htm/ (дата обращения 14.07.21).