Привод станка с ступенчатым регулированием

Механизмы приводов главного движения со ступенчатым регулированием скорости.

Механизмы главного движения. В качестве механизма главного движения применяют индивидуальный привод, который состоит из электродвигателя, ременной или зубчатой передачи, ко­робки скоростей со шпинделем (шпин­дельной бабки). Индивидуальный при­вод позволяет получать большую ча­стоту вращения шпинделя и менять ее, расстанавливать станки соответственно технологическому процессу, более раци­онально использовать мощность элект­родвигателя, т. е. включать станки не­зависимо друг от друга.

Электродвигатели индивидуальных приводовустанавливают на передней тумбе станка 1 (см. рис. 1) или на полу, возле нее. В некоторых станках электродвигатели устанавливают непо­средственно на шпиндельной бабке, на­пример у полуавтоматов мод. 116 Такое расположение электродвигателя вызы­вает колебания станка, их нужно избе­гать.

Встроенный привод — это такой при­вод, у которого детали электродвига­теля являются органической частью станка, например корпус передней бабки является корпусом электродвигате­ля, а ротор смонтирован непосредст­венно на шпинделе. Приводы такого типа применяют в шлифовальных, то­карных и других станках. В некото­рых металлорежущих станках в корпу­се передней бабки устанавливают зуб­чатые колеса, создающие различные ча­стоты вращения шпинделя. Шпиндель­ные коробки при такой конструкции применяют во многих токарно-винторезных станках, например в станках мод. 16К20 (см. рис 10), мод. 136 и др

В токарно-винторезных станках при­меняют раздельные коробки скоростей. Например, у токарно-винторезного станка мод 1А616 коробка скоростей выполнена в отдельном корпусе и смон­тирована в передней тумбе (рис. 13), а перебор со шпинделем — в корпусе передней бабки. Движение от коробки скоростей на шпиндель передается клиноременной передачей. Такой привод уменьшает колебания шпинделя, так как колебания, возникающие в короб­ке скоростей, не передаются через гибкое звено — клиновые ремни на шпиндельную коробку. Кроме того, воз­можно применение унифицированной коробки скоростей для гаммы однотип­ных моделей станков

Подвижную шпиндельную коробку применяют в расточных станках (см. рис 7), где необходима перестановка шпинделя в горизонтальном направлении для обработки отверстий в детали на различной высоте от установочной поверхности стола. В корпусе шпиндельной коробки монтируют не только цепь главного движения, но и подачи.

В прецизионных станках механизм главного движения выполняют таким образом, что движение на шпиндель передается от коробки скоростей через ременную передачу. Последняя умень­шает передачу колебаний на шпин­дель, возникающих в коробке скоро­стей, вследствие чего повышается точ­ность обработки.

В горизонтально-фрезерных (рис. 14) и других типах станков механизмы главного движения и движения подачи выполняются независимыми, т. е. дви­жение на шпиндель и на стол переда­ется от отдельных электродвигателей Это значительно упрощает конструк­цию станка — нет телескопического ва лика с универсальными шарнирами, возможно передавать бо, [ьшую мощ­ность на механизм подачи стола. Меха­низм главного движения горизонталь­но-фрезерного станка мод. 6Н32 состоит из привода 6, шпиндельной коробки 5 (шпиндельная коробка имеет 18 ступеней частот вращении от 30 до 1500 об/миь.; механизм подачи состоит из электродвигателя 1 коробки подач 7 (с пределами подач от 28 до 1180 мм/мин, число подач 18), ходового винта 2 и гайки. Для повышения жест­кости шпинделя станок снабжен хобо­том 4, несущим опору 3.

У некоторых металлорежущих стан­ков главное движение является воз­вратно-поступательным, например в строгальных, долбежных, зубострогапьиых и др В качестве механизмов, пре­образующих вращательное движение в возвратно-поступатетьиое применяют кулисы, кривошипы, шестеренчатые ре­версы с реечной парой и др. Механизм глрвного движения одностоечного про­дольно-строгального станка состоит изэлектродвигателя /, коробки скоростей 2 (рис 15). Вращательное движение от электродвигателя передается на валы / и // всегда в одном направлении, а на вал III — в прямом и обратном направлении, что достигается включе­нием электромуфты 3 влево и зубча­тых колес z = 55 или 63 (рабочий ход) или вправо и зубчатого колеса z = 76 (обратный быстрый ход). В соответ­ствии с движениями вала /// осущест­вляется и реверсивное движение зубча­тых передач и реечной шестерниг= 14, последняя и осуществляет воз­вратно-поступательное движение сто­ла 4.

Механизмы приводов подачи с бесступенчатым регулированием.

Источник

ПРИВОДЫ ГЛАВНОГО ДВИЖЕНИЯ СО СТУПЕНЧАТЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ

РЯДЫ ЧАСТОТ ВРАЩЕНИЯ ШПИНДЕЛЯ

Главными приводами со ступенчатым регулированием частоты враще­ния шпинделя оснащают автоматизированные редко переналаживаемые стан­ки, работающие в массовом производстве, и неавтоматизированные станки с ручным управлением. Такие приводы просты, компактны, имеют высокий КПД, долговечны. Однако они не пригодны для станков с ЧПУ, так как не всегда обеспечивают требуемую частоту вращения шпинделя (регулирование частоты ступенчатое) и не позволяют оптимальное регулирование скорости резания в процессе выполнения цикла обработки.

Частоты вращения шпинделя образуют

отрезок геометрического ряда со знаменателем Число ступеней частот — z. Основные зависимости геометрического ряда: члены ряда

диапазон регулирования привода

число ступеней частоты вращения шпинделя

знаменатель геометрического ряда

(4.1)

Из основных зависимостей следует, что геометрический ряд частот вращения шпинделя может быть построен, когда исходными данными являются: ого ряда

Стандартные знаменатели геометрического ряда имеет вспомогательное значение, при проектировании станков применяется редко; 1,12 — применяют при проектировании автоматов и тяжелых станков, ког­да важна точная настройка на заданный режим резания; и применяют при проектировании универсальных токарных, сверлильных, фрезерных и других станков; применяют при проектировании станков, обработка на которых не требует точной настройки на режим резания из-за большого вспомогательного времени; имеет вспомогательное значение.

Рекомендуемые диапазон регулирования главного привода станков разных групп и числа ступеней частот вращения шпинделя приведены в табл. 4.1. Ряды частот вращения стандартизованы.

ТИПЫ ПЕРЕДАЧ

Механическая часть электромеханического главного привода со ступенча­тым регулированием частоты вращения шпинделя состоит из постоянных и групповых передач (групп передач). Постоянные передачи (зубчатые, ремен­ные) служат для редуцирования частоты вращения и формирования пространственной компоновки станка. Групповые передачи (рис. 4.1) обеспечи­вают требуемый ряд частот вращения шпинделя.

Передача с передвижными колесами (рис. 4.1, а) позволяет передавать большие крутящие моменты, имеет высокий КПД, так как в работе участвует только одна пара зубчатых колес. В ней нельзя использовать косозубые коле­са, нельзя переключать ее на ходу.

Передачу с электромагнитными муфтами (рис. 4.1, б) можно переключать на ходу, что позволяет автоматизировать управление приводом. Передача мо­жет состоять из косозубых колес.

Передача со сменными колесами (рис. 4.1, в) отличается компактностью. Применяется в станках, которые переналаживаются редко.

Передачи с плоским ремнем и сменными (рис. 4.1, г) или ступенчатыми шкивами (рис. 4.1, д) работают плавно, однако имеют большие габариты.

ПРИВОДЫ С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО СОЕДИНЕННЫМИ ГРУППОВЫМИ

Многогрупповая структура включает последовательно соединенных групповых передач с соответствующими числами передач Общее число ступеней скорости шпинделя

В привод входит основная группа, с помощью которой получают ряд частот вращения со знаменателем На структурной сетке привода она изображается лучами, расходящимися на один интервал, т.е. характеристика основной груп­пы равна единице.

Первая переборная группа имеет характеристику, равную числу передач основной группы. Характеристика второй переборной группы равна произве­дению чисел передач основной и первой переборной групп. Аналогично опреде­ляются характеристики других групп.

Последовательность расположения передач (основной и переборных) тео­ретически может быть любой, она определяет конструкцию привода. Пусть для определенности основной является группа а ; первой переборной, следую­щей за основной, служит b второй переборной, расположенной за первой, — с и т.д. Тогда характеристики групп

и структурная формула привода

Выполняя кинематический расчет, привод изображают в виде структурной сетки. Число горизонтальных линий в ней на единицу больше числа групп пе­редач в приводе, число вертикальных равно числу ступеней передач.

В поле между соседними горизонтальными линиями с помощью лучей изображают соответствующую передачу. Привод с последовательно включен­ными групповыми передачами изображается в виде веерообразной сетки.

Пример 1. Построим структурную сетку привода с последовательно соединенными передачами и числом скоростей . При этом Пусть первая по порядку группа основная, следующая —первая переборная, затем вторая переборная и тд. Характеристики групповых передач: Структурная формула привода:

Структурная сетка привода изображена на рис. 4.2, а.

Источник

Приводы подач со ступенчатым регулированием

Токарно-винторезные, вертикально-сверлильные и станки других типов имеют приводы подачи, кинематически связанные с главным приводом (рис 10,1, а, б). Шпиндель получает вращение от электродвигателя М через коробку скоростей с регулируемым передаточным отношением i_n и ряд постоянных передач i_пп . Тяговый механизм привода подачи связан со шпинделем с помощью коробки передач или сменных колес с регулируемым передаточным отношением i_s и постоянных передач i_sп .Фрезерные и другие станки имеют привод подачи с отдельным электродвигателем (рис. 10.1,в,г) .

Для изменения подачи применяют коробки передач с передвижными ко­лесами или электромагнитными муфтами, сменные зубчатые колеса и специальные механизмы. Компактный механизм со ступенчатым конусом (рис. 10.2,а) позволяет получать от 4 до 12 ступеней подачи. В цепь подачи он мо­жет быть включен таким образом, что от конуса зубчатых колес движение с помощью колес z₁ и z₂ передастся на вал II каретки или в обратном направ­лении — от вала II каретки на вал I конуса. Недостатком механизма являет­ся пониженная жесткость.

Механизм с вытяжной шпонкой (рис. 10.2, б) состоит из колес, находя­щихся в постоянном зацеплении. На валу I колеса закреплены, на валу II установлены свободно. Вытяжная шпонка, которую можно перемешать вдоль прорези в валу, входит в шпоночный паз одного из колес и связывает его с валом II. В этом компактном механизме можно установить косозубые ко­леса. Механизм имеет сравнительно малую жесткость.

Механизм типа меандра (рис. 10.2, в) состоит из нескольких одинаковых зубчатых блоков и передвижной каретки с накидным или передвижным коле­сом. Зубчатые блоки, за исключением одного, на валах установлены свобод­но. Передаточные отношения передач образуют геометрический ряд. Для ме­ханизма характерны малые осевые габариты, большой диапазон регулирова­ния и а то же время пониженные жесткость и износостойкость.

Приводы подачи со ступенчатым регулированием применяют в универ­сальных неавтоматизированных станках, а также в редко переналаживаемых автоматах и полуавтоматах.

Источник