Theo các công trình nghiên cứu [1, 5, 22, 47], chi phí năng lượng riêng là chỉ tiêu quan trọng đánh giá chất lượng của thiết bị và kỹ thuật sử dụng chúng trong sản xuất. Chi phí năng lượng riêng được xác định theo công thức:
Nr W M
(3.15)
Trong đó W- chi phí năng lượng để tạo ra một khối lượng sản phẩm sau thời gian làm việc, kW.h; M- lượng sản phẩm tạo ra sau thời gian t, tấn, m3
hoặc m2, m hay km chiều dài sản phẩm.
Như vậy, những yếu tố nào trong quá trình làm việc ảnh hưởng tới M hoặc W thì ảnh hưởng tới Nr.
Từ nguyên lý làm việc của máy khoan cần 2M55 cho thấy để khoan gia công các lỗ cần có hai chuyển động đồng thời là chuyển động cắt gọt của mũi khoan (mũi khoan quay) và chuyển động ăn dao (đầu khoan chuyển động tịnh tiến).
Công suất tiêu thụ của động cơ dẫn động các cơ cấu được tính theo công thức [23, 31]:
N 3.U.I.cos , (3.16) trong đó: N - công suất của động cơ; U - điện áp dây của động cơ; I - cường độ dòng điện dây; cosφ - hệ số công suất của động cơ.
Như vậy năng lượng điện tiêu thụ được tính theo công thức:
W N.t (3.17) Ở đây: t - thời gian sử dụng điện từ lúc khởi động đến khi hoàn thành công việc và tắt máy.
Nếu không có sự tổn hao năng lượng tại các động cơ, theo định luật bảo toàn năng lượng thì toàn bộ năng lượng điện W được biến thành cơ năng -
50
công cơ học. Thực tế khi hoạt động có mất mát điện năng do điện trở của dây dẫn trong các cuộn dây của động cơ, mất mát từ trong các lõi thép stato và rôto. Sự hao phí năng lượng này được thể hiện qua hệ số hiệu suất của động cơ 0,750,95.
Như vậy chỉ một phần điện năng W’ biến thành cơ năng để thực hiện quá trình cắt gọt:
W'W.. (3.18) Hay:
N'N. (3.19) N’ chính là năng lượng cần thiết để làm quay trục lắp mũi khoan, thắng được lực cản do ma sát trong các ổ đỡ, lực cản cắt.
Năng lượng tổn hao do ma sát trong các ổ đỡ phụ thuộc vào thiết bị còn năng lượng để thắng lực cản cắt - thực hiện quá trình gia công chính là công suất cắt cần thiết (biểu thức 3.14).
Trở lại với biểu thức (3.15), ta thấy M chính là năng suất gia công. Năng suất gia công tỷ lệ với năng suất thời gian máy hay cường độ quá trình cắt. Theo giáo sư Philonenko S.N.[47], năng suất thời gian máy hay cường độ quá trình cắt Q tỷ lệ thuận với tích các thông số chế độ cắt:
Q = A0vts , (3.20) ở đây A0 - hệ số phụ thuộc đặc tính công cụ, kích thước chi tiết và điều kiện kỹ thuật gia công.
Từ những kết quả trên thấy rõ, những yếu tố cơ bản ảnh hưởng tới chi phí năng lượng riêng Nr trong quá trình khoan bao gồm:
- Loại vật liệu, các tính chất cơ lý của vật liệu; - Các thông số của lưỡi khoan;
51
Như phạm vi nghiên cứu đã đề cập, luận văn lựa chọn hai thông số để xác định ảnh hưởng của chúng tới chi phí năng lượng riêng Nr đó là V và S.
Nhận xét:
Dựa vào đặc tính của máy khoan 2M55, ta thấy rằng các chỉ tiêu để đánh giá về chất lượng và hiệu quả của máy như tiêu hao năng lượng và độ chính xác gia công có thể tính toán được theo các công thức lý thuyết. Song các công thức này chưa biểu diễn cụ thể, tường minh tương quan giữa chúng với các tham số của máy nói chung, các thông số của chế độ cắt nói riêng. Ta chỉ có thể tính được giá trị của chi phí năng lượng cần thiết trong quá trình khoan và sai số kích thước chi tiết gia công trong từng điều kiện cụ thể với các số liệu cho trước của các tham số đã nêu. Việc tính toán này cũng khá phức tạp vì chúng được xác định thông qua nhiều đại lượng trung gian. Nghĩa là theo các công thức lý thuyết, ta rất khó, hoặc không thể đánh giá được cụ thể mức độ ảnh hưởng giữa các tham số của thiết bị đến các chỉ tiêu cần xem xét. Do đó không thể tìm ra được phương án sử dụng chúng một cách có lợi nhất. Để thực hiện được mục đích của đề tài đặt ra, ta chỉ còn cách tìm quan hệ giữa chúng theo phương pháp thực nghiệm.
52
Chương 4
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM