szerszámgépek - Robert Bosch Mechatronikai Tanszék - Miskolci ...

Dr. Jakab Endre Szerszámgépek (Esztergagépek)
P
=
P
c
csz
ηmech
,
P
P
f
fsz = . (4.6)
ηmech
A hajtómő és a motor hatásfokával a bemenı villamos teljesítményszükségletek:
P
cv
=
η
Pc
η
mech
vill
,
P
P
f
fv = . (4.7)
ηmechηvill
Az összes bemenı villamos teljesítmény kinematikailag összefüggı hajtásoknál:
P P + P
šv
= . (4.8)
cv
fv
Az egyetemes szerszámgépek fıhajtómőveinek mechanikai hatásfoka nagyobb
mértékben a terhelés, kisebb mértékben a fordulatszám függvényében változik:
mech
≈ 0,
75 ÷ 0,
95
η . (4.9)
A szerszámgép összes villamos teljesítményigényét kVA-ben (kW-ban) kell megadni.
A mechanikai veszteségek keletkezésének forrásai a hajtómő kinematikai- és kényszer
párjaiban (fogaskerékhajtás, csapágyazás) fellépı súrlódási veszteségek, lég- és
folyadék ellenállásból adódó veszteségek, kisebb részben rugalmas deformációs
veszteségek. Megjegyezzük, hogy az üresjárati hatásfok mindig rosszabb, mint a
terhelés alatti. A villamos motor hatásfokát, ami nagyobb névleges teljesítményeknél
jobb, a mechanikai, légellenállási és nagyobbrészt a villamos veszteségek határozzák
meg. Szokásos értékei, pl. aszinkron gépeknél:
vill
≈ 0,
75 ÷ 0,
9
η . (4.10)
A szerszámgép fıhajtómővek teljesítményének, és azt meghatározó komponenseknek
értékei a technológia típusával és szerszámaival illetve azok megengedett
paramétereivel, a mechanikus építıelemekkel, készülékekkel függ össze. A XIX.
század végén és a XX. század elején például a villamos motorok megjelenése, majd a
gyorsacél szerszámok alkalmazása a szerszámgépek építését, így a fıhajtómővek
kialakítását is nagymértékben befolyásolták. Ezekkel összefüggésben a szerszámgépek
forgácsolási és teljesítmény paraméterei jelentısen megnıttek.
A hagyományos egyetemes szerszámgépek fordulatszámai általában nem lépték túl az
1500÷2000 f/perc értéket. Az esztergagépeknél alkalmazott gyorsacél szerszám mellett
a leggyakrabban használt munkadarab befogó készülék, a kézi mőködtetéső síkspirálmenetes
tokmány szerkezete is korlátot szabott a fordulatszám növelésének. A
fordulatszám növelésével ui. a megfogó pofák szorítóereje a pofákra ható röpítı erı
növekedése miatt csökken (Fc=mrω 2 ), egy pofa tömege 0,5-0,6 kg.
Még nagyobb változást hozott a forgácsoló szerszámok vágósebességének további
jelentıs növekedése (keményfém, bevonatos keményfém, stb.), továbbá a fokozat
nélkül állítható fordulatszámú motorok alkalmazása. Az elmúlt száz év alatt a
határozott vágó élő, és különbözı anyagú szerszámok vágósebessége 8-10 m/perc-rıl
1000 m/perc fölé nıtt eltérı anyagok megmunkálását alapul véve.
Ennek ellenére a fıhajtómővek teljesítménye nem nıtt lényegesen, mivel a nagyobb
vágósebesség kisebb forgácskeresztmetszettel párosult.
33