机械系统设计课程实验指导书.doc

机 械 系 统 设 计 课程实验指导书 (机械系统设计 课程组编制) 2008年  式中：——机床传动链的总机械效率。… ; ,,—— 为主传动链内的各传动副的机械效率。 机床传动系统的空载功率是指在无切削负荷时，主传动系统中所有运动零件的机械摩擦损耗功率，包括 克服各种传动件和支承表面间的摩擦，如齿轮、传动带、轴承、导轨、油封、摩擦离合器磨擦片等。 克服在机床零件的加工和装配中，由于几何形状误差和位置偏差等所引起的附加摩擦。 传动件在油池中搅动润滑油所引起的功率损耗，它取决于传动件的种类、尺寸大小、浸油深度、油的粘度、温度和传动件的转速。 运动件的空气阻力及传动件上的动载荷和离心力等所需消耗的功率。 如果机床的电机同时带动主传动系统和进给传动系统(如卧式车床)，则机床传动系统的总空载功率 Pi = P mi + Pji 式中 Pi —— 机床传动系统总空载功率(kw)； P m i——机床主传动系统空载功率(kw)； Pji ——进给传动系统空载功率(kw)。 由此可见，空载功率与传动系统中传动件的数量、转速、结构、装配质量和润滑油的性质等有关。即传动件越多、转速越高、带和轴承等的预紧力越大、装配质量越差，则空载功率越大。 机床空载功率Pi，可以用经验公式来计算，但需要设定一些条件方可进行，而且计算较麻烦。本实验是通过测定方法对现有机床直接确定其空载功率，准确可靠。 四、实验设备和仪器 卧式车床一台(如CA6140型或C620—1型)。 WB 2P412R有功功率变送器一台。 WB 2P412R有功功率变送器为R型结构，交流V、I输入，0~5V绝对值输出的三相三线有功功率变送器。该变送器采用高速数字采集和同步数据快速处理技术，保证了电流电压的有效值变换、进而实现了有功功率的准确测量。变送器与现场信号完全隔离，能适于复杂环境的有功功率的测量应用。 变送器外形尺寸图（单位：mm） 变送器的引脚定义及接线（俯视） 输入的交流电压、电流信号经过端子1~10引脚输入，辅助电源和输出经过端子11~17连接，接线原理及信号定义见图二。 图1-2 三相三线有功功率变送器接线 主要技术指标 精度等级：0.5 输入标称（AC）：V≤500V、I≤5A 输出标称（DC）：Vz= 0~5V 输入频响：40HZ~70HZ 响应时间： 399ms 线性范围： V：20% ~ 125% 标称值 I：1% ~ 125% 标称值 C：0.1（滞后） ~ 1~0.1（超前） 负载能力：5mA 输入阻抗：VX≥10 Ri=VXⅹ1KΩ/V IX≈0 短时输入过载能力：电压2倍标称值电流10倍标称值 辅助电源：R1： +12V/R4： +24 静态功耗：600mw 隔离耐压：2500VDC/1分钟 温度漂移：≤ 0.2%（额定输出） 注意事项 变送器的辅助电源等级和极性切不可插错，否则将损坏变送器。 变送器为一体化结构、配套标定不可拆卸交换，同时应避免碰撞，跌落。 变送器必须严格按照引脚定义使用、其他引脚不能作它用。 本产品内部未设置防雷电路，当传感器的输出、输入导线暴露于室外环境时，请注意采取防雷措施。 五、实验的步骤、方法和注意事项 1．实验前的准备工作 为了保证人身、设备安全和实验顺利地进行，实验前应作如下准备工作： (1) 熟悉机床传动系统和操纵手柄的位置与作用，掌握机床的操作方法。 (2) 了解仪器的性能及使用方法，检查仪器量程是否满足要求。 (3) 作好实验人员的分工、各负其责。 2．实验步骤、方法 接线 根据实验设备，按照接线图进行接线。 阅读电机空载功率（Pe）的仪表指示。测量时，在切断电源的情况下，先将电机上的v带全部卸下，再启动电机运转。待仪表指针稳定后，读取电动机空载运转时的仪表指示格数。 空运转 装上电机至主轴箱的所有V带，让机床主传动系统空运转10~20min后，再进行测量。 (4) 由高至低适级改变主轴转速，每换一次转速测量如下三个数值，并分别记在实验报告中。 测量机床传动系统总空载功率（Pi）的仪表指示数。此时进给系统选取一般进给中较高一级进给量的传动路线。 测量机床主传动系统空载功率(Pm)的仪表指示数。在主轴箱内断开进给路线。 测量脱开主轴时主变速系统空载功率(Pd)的仪表指示数。测量时，应在主传动系统中距主轴最近处脱开传动联系，使主轴部件停止运动。 由于本实验选用CA6l 40型卧式车床，主轴转速共24级，因此需共测24组上述三个数值。 3．实验中应注意事项 接线和拆线时，必须先将电源刀闸拉开，切断机床总电源，以保证人身安全。 接好线后，必须反复检查有无导线虚接或接错现象，确实无误后，方可接通电源进行实验。 （3）测量仪