『壹』 车的扭矩是啥意识
先从最基本的观念开始。一般我们所习称的扭力并非力的单位,而是指做功的能力,从字面上笼统地来看,Kgm正是指将1公斤重的物体举高1公尺的能力,由于这是力矩的一种,所以称其为扭力其实是有些不妥的。而马力(House Power)更不是力的单位,而是功率的单位,那是指单位时间内做功的大小,而不是如同字面上的意义是一个力的单位。
不知道各位读者有没有听过这句话:就是两部车在性能上的高低可以直接从原厂数据看出个所以然,关键判断方法就在于“加速拼扭力、极速看马力”。如果这个说法成立的话,那各个试车报告的测试不是多余的吗?
前文我们提到,扭矩(力)是做功的能力,而马力是单位时间内所能做的功的大小。我们现在以这句话为基础来作一个讨论,假设在任何条件相同的理想状况下,如果A车的扭矩比B车的扭矩大,那很明显的就是A车的加速会比B车快。同理假设两台车在全力奔驰的时候所需要保持的驱动力F都是一样的,然后A车的功率也远比B车来的大,我们最后得到的结果一定是在相同时间内A车所跑的距离一定会比B车来的远,也就是说A车的最高速一定比B车来的高。这样说来,马力高低已经决定了A、B两车极速高低。事实上不然,因为前述的实验里,除了A、B两车的引擎输出不同之外,其他的变因是完全相同的,但是在真实世界里面,这是不可能存在的事情,变速系统变速比的影响、动力损耗、车重、风阻,其中变速系统的影响什至于不会低于引擎输出的差异,齿轮比的高低设定、挡位与挡位之间的衔接落差,绝对可以决定一部车子的速度表现,没有两部车会完全一样,所以,存在于两部车性能上的差异绝对不是只看表面数据就可以判定的。
引擎气门数
气门数的多寡与引擎性能输出的好坏是有直接的影响也是不容否认的,多气门进、排气道设计与整个排气系统的设计,对于高峰值马力输出,绝对有着关键性的影响,这也就是我们常建议的:如果要提升引擎马力,最简单的就是提升进气效率与排气效率是一样的道理。
另一方面,先前奔驰中坚车款所搭载的单凸轮轴V6引擎,全球专业媒体早已肯定其各项性能以及低油耗、低污染的优异表现,此具V6引擎气门数的设计,竟是采取每缸3气门的设计,较先前奔驰搭载的直列六缸、DOHC、24V引擎(虽说每缸减少了一个排气门的设计)整体性能表现却是不遑多让,透过此例,对于引擎气门数多寡与优劣好坏的定论问题,相信车迷会有另一个深入省思考的空间。所以,建议您评断一具引擎的好坏和先进与否,绝对不是单纯看马力输出、或者是看简单的机械结构,就断定这具引擎的好坏。
再讲得具体点,一般商用车或经济型用车要求的是耐用、低油耗、可靠性高、优异的低速扭力,以此降低保养维修成本,以及更有效率的载重是其主要的特性,因此在这种情况下,多气门引擎的优势就不见得一定要存在,反倒是每缸2气门引擎低速扭力充足、耐用度高、维修便宜的特性,就显得特别重要了。
发动机基本参数详解
许多读者朋友来信说,对有关发动机的参数有的不是很明白,在阅读专业报刊或购车时,对这些专业术语更是茫然,在这里向大家简要介绍一下:
汽车发动机的基本参数包括发动机缸数,气缸的排列形式,气门,排量,最高输出功率,最大扭矩。
缸数:汽车发动机常用缸数有3、4、5、6、8缸。排量1升以下的发动机常用3缸,1 2.5升一般为4缸发动机,3升左右的发动机一般为6缸,4升左右为8缸,5.5升以上用12缸发动机。一般来说,在同等缸径下,缸数越多,排量越大,功率越高;在同等排量下,缸数越多,缸径越小,转速可以提高,从而获得较大的提升功率。
气缸的排列形式:一般5缸以下的发动机的气缸多采用直列方式排列,少数6缸发动机也有直列方式的。直列发动机的气缸体成一字排开,缸体、缸盖和曲轴结构简单,制造成本低,低速扭矩特性好,燃料消耗少,尺寸紧凑,应用比较广泛,缺点是功率较低。直列6缸的动平衡较好,振动相对较小。大多6到12缸发动机采用V形排列,V形即气缸分四列错开角度布置,形体紧凑,V形发动机长度和高度尺寸小,布置起来非常方便。V8发动机结构非常复杂,制造成本很高,所以使用的较少,V12发动机过大过重,只有极个别的高级轿车采用。
气门数:国产发动机大多采用每缸2气门,即一个进气门,一个排气门;国外轿车发动机普遍采用每缸4气门结构,即2个进气门,2个排气门,提高了进、排气的效率;国外有的公司开始采用每缸5气门结构,即3个进气门,2个排气门,主要作用是加大进气量,使燃烧更加彻底。气门数量并不是越多越好,5气门确实可以提高进气效率,但是结构极其复杂,加工困难,采用较少,国内生产的新捷达王就采用五气门发动机。
排气量:气缸工作容积是指活塞从上止点到下止点所扫过的气体容积,又称为单缸排量,它取决于缸径和活塞行程。发动机排量是各缸工作容积的总和,一般用于(L)来表示。发动机排量是最重要的结构参数之一,它比缸径和缸数更能代表发动机的大小,发动机的许多指标都同排气量密切相关。
最高输出功率:最高输出功率一般用马(PS)或千瓦(KW)来表示。发动机的输出功率同转速关系很大,随着转速的增加,发动机的功率也相应提高,但是到了一定的转速以后,功率反而呈下降趋势。一般在汽车使用说明中最高输出功率同时每分钟转速来表示(r/min),如100PS/5000r/min,即在每分钟5000转时最高输出功率100马力。
最大扭矩:发动机从曲轴端输出的力矩,扭矩的表示方法是N.m/r/min,最大扭矩一般出现在发动机的中、低转速的范围,随着转速的提高,扭矩反而会下降。当然,在选择的同时要权衡一下怎样合理使用、不浪费现有功能。比如,北京冬夏都有必要开空调,在选择发动机功率时就要考虑到不能太小;只是在城市环路上下班交通用车,就没有必要挑过大马力的发动机。尽量做到经济、合理选配发动机。
汽车驱动理论
马力与扭力哪一项最能具体代表车辆性能?有人说「起步靠扭力,加 速靠马力」,也有人说「马力大代表极速高,扭力大代表加速好」,其实这些都是片段的错误解释,其实车辆的前进一定是靠引擎所发挥 的扭力,所谓的「扭力」在物理学上应称为「扭矩」,因为以讹传讹的结果,大家都说成「扭力」,也就从此流传下来,为导正视听,
本文以下皆称为「扭矩」。
扭矩的观念从小学时候的「杠杆原理」就说明过了,定义是「垂直方向的力乘上与旋转中心的距离」,公制单位为牛顿-米(N-m),除以重力加速度 9.8m/sec2之后,单位可换算成国人熟悉的公斤-米(kg-m)。英制单位则 为磅-呎(lb-ft),在美国车的型录上较为常见,若要转换成公制,只要将lb-ft的数字除以7.22即可。
汽车驱动力的计算方式:
将扭矩除以车轮半径即可由引擎马力-扭力输出曲线图可发现,在每一个转速下都有一个相对的 扭矩数值,这些数值要如何转换成实际推动汽车的力量呢?答案很简单,就是「除以一个长度」,便可获得「力」的数据。举例而言,一 部1.6升的引擎大约可发挥15.0kg-m的最大扭力,此时若直接连上185/ 60R14尺寸的轮胎,半径约为41公分,则经由车轮所发挥的推进力量为15/0.41=36.6公斤的力量(事实上公斤并不是力量的单位,而是重量的单位,须乘以重力加速度9.8m/sec2才是力的标准单位「牛顿」)。
36公斤的力量怎么推动一公吨的车重呢?而且动辄数千转的引擎转速更不可能恰好成为轮胎转速,否则车子不就飞起来了?幸好聪明的人类发明了「齿轮」,利用不同大小的齿轮相连搭配,可以将旋转的速度降低,同时将扭矩放大。由于齿轮的圆周比就是半径比,因此从小齿轮传递动力至大齿轮时,转动的速度降低的比率以及扭矩放大的倍数,都恰好等于两齿轮的齿数比例,这个比例就是所谓的「齿轮比」。
举例说明,以小齿轮带动大齿轮,假设小齿轮的齿数为15齿,大齿轮的齿数为45齿。
当小齿轮以3000rpm的转速旋转,而扭矩为20kg-m时,传递至大齿轮的转速便降低了1/3,变成1000rpm;但是扭矩反而放大三倍,成为60kg-m。这就是引擎扭矩经由变速箱可降低转速并放大扭矩的基本原理。
在汽车上,引擎输出至轮胎为止共经过两次扭矩的放大,第一次由变 速箱的档位作用而产生,第二次则导因于最终齿轮比(或称最终传动 比)。扭矩的总放大倍率就是变速箱齿比与最终齿轮比的相乘倍数。举例来说,手排六代喜美的一档齿轮比为3.250,最终齿轮比为4.058,而引擎的最大扭矩为14.6kgm/5500rpm,于是我们可以算出第一档的最 大扭矩经过放大后为14.6×3.250×4.058=192.55kgm,比原引擎放大了13倍。此时再除以轮胎半径约0.41m,即可获得推力约为470公斤。然而上述的数值并不是实际的推力,毕竟机械传输的过程中必定有磨 耗损失,因此必须将机械效率的因素考虑在内。
论及机械效率,每经过一个齿轮传输,都会产生一次动力损耗,手排变速箱的机械效率约在95%左右,自排变速箱较惨,约剩88%左右,而传动轴的万向接头 效率约为98%,各位自己乘乘看就知道实际的推力还剩多少。整体而 言,汽车的驱动力可由下列公式计算:
扭矩×变速箱齿比×最终齿轮比×机械效率
驱动力= ————————————————————
轮胎半径(单位为公尺)
马力亦非「力」乃「功率」的一种
了解如何将扭矩经由变速箱的齿比放大成为实际推力之后,接着可以研究什么叫做「马力」。马力其实也不是一种「力」,而是一种功率 (Power)的单位,定义为单位时间内所能做「功」的大小。尽管如此,我们不得不继续使用「马力」这个名字,毕竟已经用太久了,讲「功率」恐怕没几个消费者听得懂?
功率是由扭矩计算出来的,而计算的公式相当简单:功率(W)=2π× 扭矩(N-m)×转速(rpm)/60,简化计算后成为:功率(kW)=扭矩(N-m) ×转速(rpm)/9549,详细的推导请参看方块文章。然而功率kW要如何 转换成大家常见的「马力」呢,这又有一段故事得讲。
英制或公制?
1PS=735W;1hp=746W
马力定义竟然不一样!
谈到引擎的马力,相信不少人会直觉地想到什么DIN、SAE、EEC、JIS等等不同测试标准,到底这些标准的差异在哪儿,以后有空再研究;有点夸张的是由于英制与公制的不同,对「马力」的定义基本上就不一样。英制的马力(hp)定义为:一匹马于一分钟内将200磅(lb)重的物体拉动165英呎(ft),相乘之后等于33,000ft-lb/min;而公制的马力(PS)定义则为一匹马于一分钟内将75公斤的物体拉动60公尺,相乘之后等于4500kg-m/min。经过单位换算,(1lb=0.454kg;1ft=30.48cm)竟然发现1hp=4566kg-m/min,与公制的1PS=4500kg-m有些许差异,而如果以功率W(1W=1Nm/sec= 9.8kgm/sec)来换算的话,可得1hp=746W;1PS=735W两项不一样的结果。
同样是「马力」,英制马 力与公制马力的定义竟然不一样!难道英国马比较「有力」吗?
到底世界上为什么会有英制与公制的分别,就好像为什么有的汽车是右驾,有的却是左驾一样,是人类永远难以协调的差异点。若以大家 比较熟悉的几个测试标准来看,德国的DIN与欧洲共同体的新标准 EEC还有日本的JIS是以公制的PS为马力单位,而SAE使用的是英制的 hp为单位,但为了避免复杂,本刊一率将马力的单位标示为hp。近来,越来越多的原厂数据已改提供绝对无争议的KW作为引擎输出的功率数值。
不过话说回来,1PS与1hp之间的差异仅1.5%,每一百匹马力差1.5匹,差异并不大。一般房车的马力多半仅在200匹马力以下,两者由于定义的差异也仅3匹马力左右,因此如果您真要「马马计较」,就把SAE 标准的数据多个1.5%吧!不过SAE、JIS、DIN、EEC各种测试标准之 间亦有些许差异,这个老问题已经争论过很多次了,单位之间不能真正划上等号,然而在差别不怎么多的情况之下,就当作相同吧!因此 管他是PS或hp,都差不多可以视为相等。
终于可以做结论了!将上述获得的马力与功率换算方式代入功率与扭矩的换算公式,并且将扭矩的单位换算为大家熟悉的kg-m之后,可得下列结果:
英制马力hp=扭力(kg-m)×引擎转速(rpm)/727
公制马力PS =扭力(kg-m)×引擎转速(rpm)/716
知道这些公式之后有什么用呢?从「马力hp=扭力×转速/727」看来, 如果能增加引擎转速,扭力不变的情况下,便能增加马力。例如若能 将转速从6000rpm增加到8000rpm,等于增加了33%,但因为凸轮轴的 限制使得8000rpm时的扭力下降了10%,则仍能使马力增加19.7%,这 说明了时下改装计算机的为何能在解除断油后大幅增加马力。
所以不要被「增加??匹马力」的广告所著魔。
让我们从另外一个角度来想:如果在同样的转速下,增加20匹马力,代表能增加多少推力呢?以最大扭力点发挥于5000rpm的情况下,将公式稍微变换一下,可发现增加的扭力=20hp×727/ 5000rpm=2.9kgm。再将这个结果代入汽车驱动力的公式,同样以喜美 的一档计算,2.9×3.250×4.058/0.41=93公斤。对于一吨重的车身而言,影响似乎也不怎么大;再者如果相差5匹马力的话,推力更仅增加23公斤,可见相差5匹马力,根本也没差多少,所以能「增加5匹马力」的产品,到底应该花多少钱去改装,您自个儿会拿捏了吧?
大马力决定真性能!
到底大马力的车子跑得快,还是大扭力的车子跑得快?从公式可以知 道大马力的原因是「高转速的时候仍保有高扭力数值」,也就是说要 有大马力,不只是低转速的扭力要好,连高转速的扭力都得继续维持 ,这表示扭力与马力的争论根本是多余的,只要能做到高马力,除了表示各转速区域的扭力都很大之外,更代表材料技术的优越性,将活塞、进排气阀门的材质与重量予以强化与轻量化,才能将引擎转速提高。
扭矩与功率的换算公式推导
假设一圆的半径为r(单位为m),扭矩为T(单位为N-m),则圆周上切线 方向的力F=T/r,由于功率的定义为「每秒钟所作的功」,对于圆周?动而言,每旋转一圈所作的功为:F×圆周总长2πr 将F=T/r代入计算,每一圈所作的功Work=F×2πr=(T/r)×2πr=2πT
再乘上引擎转速rpm就是每分钟所作的功,但功率P的单位是N-m/sec ,所以需除以60,转换成每秒所作的功。代入公式:P=T2πrpm/60,将常数整理后,则可得P(kW)=Trpm/9545。
由上文可见,一台车的动力由发动机传输到车轮,需要经过多组齿轮因此有所损耗,如果德制马力测的是传递到车轮上的动力,那么同样发动机用在不同车型上的动力输出应该不同,试拿bmw330和bmw530做比较,其功率均是225hp/5900rpm;结论,要么bmw在数据上造假,要么它测的是发动机输出净值。
『贰』 钢结构中关于弯矩和扭矩怎么区别。。做作业时一直搞混,,,
以下是塔吊顶升和附着方案
二、塔吊顶升
对于当今水平吊臂型塔机,其前面吊臂与后面平衡臂的伸幅较大,并对塔身中心造成不平衡的弯矩。另塔机上部的自重也较大,QTZ80型塔机和QTZ125型塔机上部的自重约有35t。
1、塔机顶升工作的操作程序
塔机的上部结构中有一个顶升套架,套在塔身标准节外面,高度大于2个塔身标准节,在其前上侧面开了一个很大的引进窗口,可以引进一节标准节。在顶升时,借助套架的支撑,开动液压泵站工作,使油缸中活塞杆伸出,将塔机上部结构顶起,从而从窗口引入或拆出一个标准节,实现了塔机的升高或降下。图1是塔机一个循环的液压顶升接高过程示意图。下降过程则反之。
2、顶升程序中的要求和安全的环节
2.1调整平衡问题:
塔机上部的结构对塔桅中心形成有弯矩的是:配重块与配重臂及上面的卷扬机构所形成的向后方向的弯矩,而向前方向所形成弯矩的主要是起重臂,此三种机件对轴心的力矩都是静止、不能改变的,而在起重臂上的小车则可以移动,就可以改变前面吊臂所形成的弯矩。如图2所示。塔机向后的弯矩为45×7+170×11.5=2270KN.m,而吊臂的固定弯矩为70×20=1400KN.m,两者相差为870KN.m,若要使其达到平衡,就需要移动小车来补充,如(图1b)示。
在操作中若不按此要求,即∑M≠0,再分析进行顶升过程情况。观(图1C)示的情况,这时塔机上部重力与弯矩会全部加在套架上,而套架结构的设计计算,一般是在考虑上部荷载配平后对于油缸顶升支承点的弯矩为零、仅承受油缸侧面顶升时弯矩来考虑的,若超出其能够承受的力矩范围,在上部结构的重量有约数十吨荷载的重压下,就会造成其隐形破坏或直接破坏,导致安全事故的发生。因此在顶升工作中,只要出现(图1c)示的情况,即油缸已顶升,塔机上部荷载全由顶升套架所承受时,就不允许前、后臂的不平衡现象,即小车是不能随意移动,起重臂也不允许回转,也不能突然刮大风。
2.2塔身节顶部连接的问题
塔机顶升时,塔身标准节与塔机上部的连接螺栓需拆离开,在油缸顶起塔机上部后,就靠套架来传递力。从套架结构来看,好象横载面比标准节大许多,但它的上前侧面开有很大的引进窗口,刚性削弱很多,基本上不受扭、因此,若处在(图1c)示的情况下,出现任何附加扭矩,或者突刮大风,就会造成其失稳而出现安全事故。故该情况是顶升工作中的最危险状态,工作中应尽可能缩短其存在的时间。
在该情况下,任何其他多余的操作均是违章操作。在顶升工作中所发生事故的50%是在此程序阶段发生的。这类事故几乎都伴随一个特点,在顶起塔机上部后,遇到了麻烦, 如连接销不好装等,操作人员就去转动一下吊臂来调整,结果就出现了事故。或者有操作人员未按统一指挥而误移动小车而倾翻的,甚至有被突然的大风刮倾的。
2.3其他问题
①滚轮间隙的调整:顶升前应将套架滚轮的间隙进行调整,QTZ80塔机和QTZ125塔机的16个导轮与塔身主弦杆之间的间隙一般以2~5mm为宜。如果事先不进行调整,会造成其卡滞使阻力增大。
有些塔机的套架结构不同,它不用滚轮而是引导块,其间隙也不能调整,这种不能调整的塔机是依靠其套架和标准节的尺寸加工精度来保证相互间的间隙的,这样就一定要注意在多次拆、装和运输中,不得碰撞使它们产生塑性永久变形,若出现该情况, 应先进行修理。
②检查液压系统:油缸顶升时,需承受上部数十吨的压力,即要使油缸出大于此荷载的力才能将上部顶起,这时液压系统内油的压力很高,按QTZ80 塔机和QTZ125塔机所使用的泵站,其额定压力有20Mpa,额定顶升力为50t,并要求其工作时应不产生管路的渗漏现象。
应在工作前检查油箱,加足液压油,并调整过载溢流阀, 其安全压力,正常工作压力的110%,上述泵站即是22Mpa。还应检查爬爪及油缸扁担梁的两端在槽中是否能入位稳妥,先试一下机,在心中有数后,方才去拆卸顶部连接螺栓。
油缸内的活塞用密封圈,其材料是聚胺脂,由于长期在油中浸泡,在高压下会慢慢老化而龟裂,使液压油内泄,高压达不到,一般在8年后就应在修理中将其换新,免得在工作时造成麻烦。
③在按(图1a)作完工步1后,可以将回转卡紧制动,不让其转动,以策安全。在风力超过6级,即大于1.3m/s时! 应停止顶升作业。
④顶升作业过程,是多人在多个部位工作,如何使其工作协调一致,安排一人负责专门看管指挥。注意塔机移动中出现的卡阻。有一种情况,在油缸回缩时而塔机上部未能随着下降,即受卡滞,如受到外界因素的影响时,突然下滑墩落,塔身节顶部距离越大危害越大。一旦情况异常,立即指令停下排除。
2.4注意事项
1、液压顶升前,对钢结构及液压系统进行检查,发现钢结构件有脱焊、裂缝等损伤或液压系统有泄漏,必须停机整修后方可再进行安装。
2、塔机顶升应严守操作规程。顶升前,将臂杆转到规定位置。顶升时,必须在已加上的标准节的连接预紧力达到要求后,方可再进行加节,顶升中禁止回转和变幅,齿轮泵在最大压力下持续工作时间不得超过3min。
3、对高强螺栓进行连接时要注意安全,如因拧紧力拒较大需两人配合时,配合者应手掌平托工具以免受伤害。
4、作业人员必须听从指挥。如有更好的办法和建议,必须得到现场施工及技术负责人同意后方可实施,不得擅自作主和更改作业方案。
5、顶升完毕,应检查电源是否切断,左右操作杆要退回中间零位,各分段螺栓紧固。有抗扭支撑的,必须按规定顶升后经过验收方可使用。
6、安装时务必将各部位的栏杆、平台、扶杆、护圈等安全防护零件装齐。
7、禁止使用普通螺栓代替高强度螺栓,而且高强度螺栓 的等级必须符合说明书要求。
三、附着部位的要求
1、塔身附着框架的要求
a、附着框架在塔身节上的安装必须安全可靠,并应符合使用说明书中有关规定。
b、附着框架与塔身节的固定应牢固。
c、各连接件不应缺少或松动。
2、附着杆的检查
a、与附着框架的连接必须可靠。
b、附着杆有调整装置的应按要求调整后锁紧。
c、附着杆本身的连接不得松动。
3、附着杆与建筑物的连接情况。
a、与附着杆相连接的建筑物不应有裂纹或损坏。
b、在工作中附着杆与建筑物的锚固连接必须牢固,不应有错动。
c、各连接件应齐全,可靠。
d、附着杆与建筑物的连接必须是铰动连接。
四、安全技术措施
1、现场施工技术负责人应对塔吊作全面检查,对安装区域安全防护作全面检查,组织所有安装人员学习安装方案;塔吊司机对塔吊各部机械构件作全面检查;电工对电路、操作、控制、制动系统作全面检查;吊装指挥对已准备的机具、设备、绳索、卸扣、绳卡等作全面检查。
2、参与作业的人员必须持证上岗;进入施工现场必须遵守施工现场各项安全规章制度。
3、统一指挥,统一联络信号,合理分工,责任到人。
4、及时收听气象预报,如突遇四级以上大风及大雨时应停止作业,并做好应急犯法措施。
5、进入现场戴好安全帽,在2m以上高空必须正确使用经试验合格的安全带。一律穿胶底防滑鞋和工作服上岗。
6、严禁无防护上下立体交叉作业;严禁酒后上岗;高温天气做好防暑降温工作;夜间作业必须有足够的照明。
7、高空作业工具必须放入工具包内,不得随意乱放或任意抛掷。
8、起重臂下禁止站人。
9、所有工作人员不得擅自按动按钮或拨动开关等。
10、紧固螺栓应用力均匀,按规定的扭矩值扭紧;穿销子,严禁猛打猛敲;构件间的孔对位,使用撬棒找正,不能用力过猛,以防滑脱;物件就位缓慢靠近,严禁撞击损坏零件。
11、安装作业区域和四周布置二道警戒线,安全防护左右各20m,挂起警示牌,严禁任何人进入作业区域或在四周围观。现场安全监督员全权负责安装区域的安全监护工作。
12、顶升作业要专人指挥,电源、液压系统应有专人操纵。
『叁』 电机扭矩和车削关系
电机扭矩即电动机的输出扭矩,为电动机的基本参数之一。单位为N.M(牛.米)。 原理:电机输出的扭矩与电动机的转速和功率有关。 W=A*M(功率=转速*力矩) T=9550P/n 此公式为工程上常用的:扭矩;功率;转速三者关系的计算公式。 式中:T--扭矩(单位:N.M) 9550-把它当作一常数吧(不必追究其来源) P--电机的功率(单位:KW) n--输出的转速(单位:转/分) 注:需要注意的是:若通过减速机计算扭矩时,要考虑齿轮传动效率损失的因素。 车削:工件旋转作主运动,车刀作进给运动的切削加工方法。车床加工是机械加工的一部份。车床加工主要用车刀对旋转的工件进行车削加工。在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件,是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床加工。
『肆』 数控机床主轴输出扭矩50%ED是什么意思啊求解释啊谢啦!
一、AC主轴伺服电机及变频调速电机
●几个基本概念
(一) 主轴电机转速的计算
(二) 主轴电机额定输出扭矩及最大输出扭矩的计算。
(三) 主轴电机恒扭矩转速范围内实际输出功率的计算。
(四) 机床主轴额定输出扭矩及最大输出扭矩的计算。
车、铣、钻方式下,主轴及电机所需功率的计算
一、AC主轴伺服电机及变频调速电机
●基本概念
1、电机的功率负载特性:
做为一般驱动负载工作的回转电机有以下三种常用的功率负载特性:
(1)连续工作制(S1):是指该电机在额定工作条件和负载条件下允许长时间、不间断的工作。(2)短时工作制(S2):是指该电机在规定的短时间内允许超出额定功率进行运转工作,其超载时间优先采用10、30或60分钟等。(3)断续工作制(S3):是指该电机应按一定的通、断周期进行工作,以保证电机在大电流、超载情况下不致因电机温度过高,击穿绝源而烧坏。
在S3工作制下工作的电机允许的每一通、断工作周期为10分钟,例FANUC AC主轴电机规定在50%ED率下(S3工作制),其循环时间周期为10分钟(即ON:5min,OFF:5min)。
目前的AC主轴电机有一个重要特性就是允许在S2或S3工作制下运转,其实际就是一种短的工作制电机。如FANUC的α11型主轴电机的额定连续输出功率为11kw。S2工作制下的30分钟时间内允许的超载功率为15kw。因数控机床在实际超载切削时每一次走刀时间很难超出30分钟,故许多机床制造厂在标定其生产的某型机床动力参数时,常用主轴电机的30分钟超载功率做为其样本上标示的主轴电机的主参数。同样,进行数控机床设计时,设计者亦充分利用好主轴电机的这种特性。
特别需要指出的是,目前多采用的标准型普通变频电机,其仅能在S1工作制下工作,不允许超载使用,因此设计者选用时必须注意。但随着技术的发展,最近市场上出现了一种称为“变频主轴电机”的新型变频电机,其恒功率的拐点转速控制频率(周波)为33.3Hz,不但大幅降低了电机的拐点转速,提高了电机低速时的特性能力,且允许在S2工作制下进行30分钟超载运行,是一种具有良好价格性能比的新型电机。
2、电机的负载特性及主轴电机的拐点转速nj:
无论AC主轴电机还是变频调速电机,其在nj拐点转速以上进行无级调速时,均基本为恒功率调速。即随着电机转速的提高,其输出功率保持基本不变,而电机的输出扭矩则随转速的升高而下降;其在nj拐点转速以下进行无级调速时,均为恒扭矩调速,即随着电机转速的下降,其输出扭矩恒定不变,而电机的输出功率则随转速的降低而下降。因此机床主轴在低速段进行粗加工而转速又落入电机的恒扭矩段转速时,设计者必须认真校核此时电机的实际输出功率能否满足切削所实际需要的功率,否则会出现“闷车”现象。
在我国,因发电厂采用50Hz频率(周波)数发电,故对标准AC主轴电机(如FANUC的α系列)和标准普通变频电机而言,因多采用4极(4P)绕组电机,则nj拐点转速值应为1500r/min。
无论何种调速电机,根据机床的负载特点,其nj拐点转速值越低,其与电机最高转速间的比值越大(恒功率调速比),则该电机的力能特性越好。
(一)主轴电机转速的计算:
2×F
公式:n = ——— × 60
P
式中:n:电机转速
F:控制赫兹(周波)数
P:电机的极数
注:日本FANUC α系列主轴电机参数如下:
1、调频范围:
α0.5~α6型:0~266.6Hz
α8~α22型 :0~200Hz
α30~α40型:0~150Hz
2、极数(P):FANUC标准系列主轴电机多为4
以FANUC α12型主轴电机为例计算(0-200Hz):
电机最高输出转速:
2×200
n = ——— ×60 = 6000r/min
4
电机恒功率输出转速(电机拐点转速)
2×50
n = ——— × 60 = 1500r/min
4
(注:电机50Hz以下为恒扭矩特性输出)
(二)主轴电机额定输出扭矩及最大输出扭矩的计算:
式中:N:主轴电机额定/30分超载的功率(KW)
nj:主轴电机恒功率拐点转速(r/min)
以FANUC α12型主轴电机为例计算(11/15kw)
则:电机额定输出扭矩(连续输出扭矩):
电机最大输出扭矩(30分钟超载):
注:(1)根据数控机床切削作业时的特点,计算主轴电机输出扭矩时一般均将30分钟超载扭矩做为标准扭矩数值。
(2)扭矩值为kg.m时除于0.102即可换算成Nm。
(三)主轴电机恒扭矩转速范围内输出功率的计算
计算的目的:当主轴电机在恒功率转速范围下进行运转时,随着转速的下降,主轴电机的输出功率亦随之下降,此时在切削参数选择不当时,极易出现闷车现象,计算出主轴电机特定转速下的输出功率,是为校核切削时所消耗的功率是否符合为目的。
公式:P(kw)=1.0269×n(r/min)×T(kg.m)/1000
式中:P(kw):所要求得的电机功率
n(r/min):电机的实际转速(恒扭矩段内)
T(kg.m):电机的恒扭矩值
举例:仍以FANUC α12型主轴电机为例(11/15kw)
(1)电机30分钟超载时的输出扭矩:
(2)求电机在1000转时电机的输出功率(30分超载)?
P(kw)=1.0269×1000r/min×9.74(kg.m)/1000=10.002kw
(四)机床主轴额定输出扭矩及最大输出扭矩的计算:
●计算的目的:电机上所输出的扭矩不等于是主轴上所输出的扭矩,因为在机床主传动链上常采用皮带轮或变档齿轮等进行降、升速,如采用的是降速传动时,则有一个降速比i对电机输出扭矩的放大作用,这就是机械设计上常采用一个小功率电机,通过大的降速比来拖动大的运动负载的原因。
公式:
式中:M:主轴的输出扭矩(kg.m)
N:主电机额定功率或30分超载功率(KW)
Nj:主电机恒功率时的拐点转速(r/min)
i:传动链降速比
η:机械传动效率(皮带轮直接传动时取0.96)
注:根据数控机床切削作业的特点,计算主轴的输出扭矩时,一般均按主轴30分钟超载时的最大输出扭矩来计算。
(五)车、铣、钻方式下主轴及电机所需功率的计算
注:在欧、美、日等国家的切削手册、资料中,在进行切削力及切削功率计算时,常采用单位切削力和单位切削功率的概念。所谓单位切削力是指“单位切削面积上的主切削力”,用P表示,单位为N/mm2;所谓单位切削功率是指“在单位时间内切除单位体积的金属所消耗的切削功率”,用Ps表示,单位为KW/(mm3/S)。
下面所述的“车、铣、钻方式下主轴及电机所需功率的计算”是日本FANUC公司手册上所推荐的,计算车、铣、钻不同切削方式时公式中的每kw金属去除率MRt,MRm,MRd值,应从相应的切削手册或资料中查出。
a.车削时
切削条件
(1)主轴转速:Ns(r/min)
(2)工件直径:Dt (mm)
(3)进给速度:fr(mm/r)
(4)切削深度:t (mm)
(切削公式)
(1)切削速度:Ⅴc =π×Dt×Ns (mm/min)
(2)进给率:fm = fr×Ns(mm/min)
(3)金属去除率:Q = t×fr×Vc/1000 (cm3/min)
= t×fr×π×Dt×Ns/1000 (cc/min)
Q =π×Dt×t×fm/1000(cc/min)
(4)机床主轴所需功率:Ps=Q/MRt(KW)
式中:MRt=每kw的金属去除率(cc/min/kw)
(5)主轴驱动电机所需的功率:PM = 1/η×Q/MRt
式中:η=主轴驱动的效率(%)
b.铣削时
(切削条件)
(1)主轴转速:Ns(r/min); (2)铣刀直径:Dm(mm)
(3)铣削宽度:W(mm); (4)铣削深度:t(mm)
(5)铣刀齿数:n(齿数); (6)进给:ft(mm/每齿)
(切削公式)
(1)切削速度:Ⅴc=π×Dm×Ns (mm/min)
(2)进给率:fm=ft×n×Ns(mm/min)
(3)金属去除率:Q=W×t×ft×n×Ns/1000 (cm3/min)
Q=W×t×fm/1000(cc/min)
(4)机床主轴所需功率:Ps=Q/MRm(KW)
式中:MRm=每kw的金属去除率(cc/min/kw)
(5)主轴驱动电机所需的功率:PM=1/η×Q/MRm(kw)
式中:η=主轴驱动的效率(%)
c.钻削时
(切削条件)
(1)主轴转速:Ns(r/min) (2)钻头直径:Dd(mm)
(3)进给:fr(mm/r)
(切削公式)
(1)切削速度:Ⅴc =π×Dd×Ns (mm/min)
(2)进给率:fm = fr×Ns(mm/min)
(3)金属去除率:Q=π/4×Dd2×fr×Ns/1000 (cm3/min)
Q =π/4×Dd2×fm/1000(cc/min)
(4)机床主轴所需功率:Ps = Q/MRd(KW)
式中:MRd = 每kw的金属去除率
(5)主轴驱动电机所需的功率:PM = 1/η×Q/MRd(kw)
式中:η = 主轴驱动的效率(%)
『伍』 请问在机械加工中Vc,n,mm/U,Vf,各代表什么意思
vc
(单位是m/s(米/秒))指的是切削速度,它的公式是,vc=πdn/1000
π是圆周率
d是直径,n是转速
vf(单位是mm/s毫米/秒或mm/min毫米/分,)指的是进给速度
vf=fn
f=进给量,n=转速
至于mm/u,有人说是扭矩单位,这个正在找
『陆』 空压机扭距是什么意思,同样出气量的时候,活塞和螺杆哪个扭距大
扭矩是力和力臂的乘积,活塞式压缩机活塞理论上不承受扭矩,它承受扭矩的是曲轴。比较大。螺杆的扭矩较小。螺杆的运行平稳一些。活塞式的出气压力有脉冲。
『柒』 机械加工采购扭矩是多少的加工中心
加工中心是有具体的规格型号,而不是以扭矩的大小来表示的。因此,您应该是以加工中心的产品样本,选取所需要的规格及型号进行采购。加工中心有很多厂家生产的,网上也能查到。供参考。
『捌』 加工中心的电机功率和扭矩力的大小是怎么计算的
使机械元件转动的力矩称为转动力矩,简称转矩。机械元件在转矩作用下都会产生一定程度的扭转变形,故转矩有时又称为扭矩。转矩是各种工作机械传动轴的基本载荷形式,与动力机械的工作能力、能源消耗、效率、运转寿命及安全性能等因素紧密联系,转矩的测量对传动轴载荷的确定与控制、传动系统工作零件的强度设计以及原动机容量的选择等都具有重要的意义。此外,转矩与功率的关系T=9549P/n 电机的额定转矩表示额定条件下电机轴端输出转矩。转矩等于力与力臂或力偶臂的乘积,在国际单位制(SI)中,转矩的计量单位为牛顿・米(N・m),工程技术中也曾用过公斤力・米等作为转矩的计量单位。电机轴端输出转矩等于转子输出的机械功率除以转子的机械角速度。直流电动机堵转转矩计算公式TK=9.55KeIK 。
『玖』 什么是 马力 功率 扭矩
功率和扭距是汽车最高的两个指标

1,功率的物理定义是物体在单位时间内所做的功的多少。对于内燃机而言,我们可以把它理解为燃料在单位时间内所产生能量的多少。因此,功率仅仅是一个描述做工快慢的物理量,功率越高,单位时间内产生的能量就越多,往往汽车的最高速度也越高。
2,扭矩在发动机上的定义是指曲轴端输出的力矩,力矩的大小决定汽车的加速度。因此,扭矩是衡量发动机加速能力的物理量。
3,功率和扭矩的关系: 功率=n×扭矩×转速,从它们的转化公式可以看出,n是一个常数,那么扭矩和转速是成反比例关系。这也很好地解释了为什么当扭矩到达峰值时,继续拉高转速它会骤然下降。