2.1 Предварительный расчёт и выбор двигателей
Рассчитаем работу пуска и торможения Апт, резания Арез, холостого хода Ах, продолжительность цикла резания и среднюю мощность Рср.
Работа пуска и торможения ножниц определяется по уравнению кинетической энергии:
(2.1)
где Jc- момент инерции системы, приведенный к валу электродвигателей ножниц, кгм;
ωн - угловая скорость электродвигателя, 1/с.
Номинальная скорость двигателя:
(2.2)
Работа при пуске и торможении:
(2.3)
Работа резания:
(2.4)
где а – удельная работа резания;
F – площадь поперечного сечения слитка, 
;
– высота заготовки, м;
ɳ - КПД редуктора;
Работа холостого хода относительно невелика и может быть принята:
(2.5)
При заданном числе резов в минуту Z = 10 цикл работы ножниц:
(2.6)
Рассчитаем значение средней мощности по формуле:
(2.7)
Принимаем кратность рабочего момента по отношению к номинальному λ
= 1.3. При этом номинальная мощность двигателей ножниц определяется по формуле:
(2.8)
Предварительно выбираем два двигателя постоянного тока типа П146-12к
2.2 Расчет моментов статических сопротивлений
Номинальный момент двух двигателей:
(2.9)
Уточненный момент холостого хода двух двигателей:
(2.10)
Произведем проверочный расчет предварительно выбранных двигателей.
Рассмотрим процесс пуска двигателей.
Средний момент при пуске можно приближенно принять равным:
(2.11)
Среднее ускорение двигателей:
(2.12)
Время пуска двигателей составит:
(2.13)
За это время вал повернется на угол:
(2.14)
Рассмотрим процесс резания:
Средний момент двигателей при резании будет примерно тот же, что и при пуске. Принимаем:
(2.15)
Работа при резании:
(2.16)
Изменение кинетической энергии привода ножниц равно разности работы момента статического сопротивления и момента двигателей:
(2.17)
Скорость в конце резания:
(2.18)
Средняя скорость в процессе резания:
(2.19)
Время резания:
(2.20)
Рассмотрим процесс восстановления скорости вращения.
Средний момент при восстановлении скорости может быть тот же, что при пуске и резании, а именно:
(2.21)
Среднее ускорение при восстановлении скорости вращения будет:
(2.22)
Время восстановления скорости вращения:
(2.23)
За это время вал ножниц повернется на угол:
(2.24)
Рассмотрим процесс торможения двигателей.
Среднее значение тормозного момента двигателей с учетом не идеальности работы регулятора тока можно принять на 25-50% больше, чем при пуске. В среднем это составит:
(2.25)
Среднее замедление при этом будет:
(2.26)
Время торможения:
(2.27)
За время торможения вал повернется на угол:
(2.28)
Рассмотри процесс работы в установившемся режиме.
Поскольку исходное положение ножниц должно быть при 27,8 град, то конечное положение будет при 360-27,8=332,2 град.
Угол поворота вала ножниц за время пуска, резания, восстановления скорости и торможения составит:
(2.29)
Оставшийся путь αу=332-254=78,2 град на установившейся скорости будет пройден за время:
(2.30)
Суммарное время работы ножниц за цикл:
(2.31)
Фактическая продолжительность включения двигателей ножниц:
(2.31)
Двигатели работают в повторно-кратковременном режиме. Эквивалентный
момент двигателей при фактической продолжительности включения:
Эквивалентный момент двигателя, отнесенный к ПВ = 100%:
(2.33)
Для проверки выбранных двигателей по нагреву должно выполняться условие: Мн ≥Мэ. В данном случае 12732>12321, т.е. произведенные расчеты показывают, что двигатели выбраны правильно по мощности и по нагреву. [2].
