机械压力机移动工作台电机功率的计算

郭永鹍，黄 颖

（1.齐齐哈尔二机床集团有限责任公司，黑龙江 齐齐哈尔 161005；2.齐齐哈尔和平重工集团有限公司，黑龙江 齐齐哈尔 161005）

在压力机生产线中，移动工作台是提高生产效率的一个重要独立部件。它既承受压力机工作时的负荷，又负责快速更换模具。更为重要的是需要与底座保持精确定位。通过一套行走装置，移动工作台可以从压力机底座上方移出到压力机外侧，使模具装卸更加方便。若配置两个移动工作台，便可实现冲压生产与换模同时进行，互不干扰，显著提高生产效率。并且可以针对产品与模具的特点，灵活设计为不同的型式，以满足不同的生产线及厂房布置需求。由于工作台行走速度和行走重量直接关系到电机的选择及行走控制方式，所以合理确定移动工作台行走电机功率及行走控制方式是大型压力机研制中的一个重要课题。本文以我司生产制造的已在客户公司安全运行数年的25000kN 多工位压力机移动工作台为实例进行电机功率计算。移动工作台如图1 所示。

图1 压力机移动工作台

1 移动工作台主要技术参数

2 移动工作台传动形式

电机、减速机相连接，可布置在工作台的左侧或右侧，其输出轴与车轮轮轴之间采用万向轴相连接传递扭矩，驱动本侧的车轮转动。如图2 所示。

图2 传动方案示意图

3 驱动电机及减速机计算

3.1 安全制约条件

（1）启动输出功/电机输出功≤230% ；

（2）行走输出功/电机输出功≤100% ；

（3）减速机输出扭矩为：974×电机输出（kW）×减速机效率/电机转速×减速比≤减速机输出轴需用扭矩。

3.2 电机功率计算

行走功率

启动功率

式中：wr为水平行走阻力，N；Fr为斜面行走阻力，N；Fa为2s 之间0→v/min 加速力，N；Fz为行走时阻力（用其最大值），N；η1为减速机效率0.8；η2为传动系统效率0.92；v 为行走速度，m/s。

根据本台压力机参数计算得

平面行走阻力Wr

式中：W为行走质量，120000kg；R为车轮半径，16cm；d 为轴承内外径的平均值，15cm；μ 为轴与轴承间摩擦系数，样本为0.05，考虑到装配时的离散，取0.01；fr为车轮与轨道之间的滚动摩擦系数，文献为0.05，但考虑到粗糙度的离散等，取0.1。

斜面行走阻力Fr

式中：θ1为行走重量引起的轨道挠角,=0.025783099°；δ为轨道挠曲，0.18mm；L 为轨道跨度，800mm；θ2为轨道安装精度引起的倾斜角及轨道制造时的弯曲而产生的倾斜角的合计角度，设每1000mm 在2mm 以内,则θ2=tg-1×

加速力Fa

式中：g 为重力加速度；V 为行走速度，2～12m/min；t为加速所需时间，2s。

起动时开出轨道凹窝所需力Fs

式中：fs为轨道凹窝长度×1/2，cm。

用赫兹公式求得

式中：E 为纵向弹性系数，2.1×106kg/cm2；b 为四个车轮的有效宽度，36cm。

行走所需功率Q行

如按承重90t 计算，行走功率为3.2kW。

式中：η1为减速机效率，0.8；η2为驱动系统效率，0.92。

启动所需功率Q启

如按承重90t 计算，起动功率为7.3kW。

起动电机功率

如按承重90t 计算，电机功率为3.17kW。

行走电机功率

如按承重90t，计算电机功率为3.2kW。

减速机输出扭矩5910N·m。

工作台行走速度=12×320π/1000=12.1（m/min）

根据计算，确定一款电机，此电机额定转速12 r/min,电机功率7.5kW,速比117.94。此电机可快速停止，定位准确，满足设计要求。

4 行走控制方式

根据工作台行走重量和行走速度及电机功率，按照标准将工作台行走控制方式分为三种：N 方式、P 方式和C 方式。

（1）N 方式为低速度行走，采用普通电机带制动器，启动停止方式为低速启动，制动方式为电机电磁制动器制动，减速距离为30mm。

（2）P 方式为中速度行走，采用变频电机带制动器，启动停止方式为中速启动加低速停止，制动方式为电机电磁制动器制动，减速距离为160mm。

（3）C 方式为高速度行走，采用普通电机加制动控制装置，启动停止方式为高速启动加低速停止，制动方式为电机电磁制动器制动，减速距离为200mm。本压机移动工作台选择P 方式，每个工作台安装两个接近开关，分别控制电机的减速与停止。

5 结语

本多工位机械压力机已在客户单位安装使用多年。此移动工作台经生产实践验证稳定可靠，生产效率高。