Механизмы прямолинейного движения. Приводом называется совоку

БЕССТУПЕНЧАТЫЕ ПРИВОДЫ

КОРОБКИ ПОДАЧ

ШПИНДЕЛИ И ИХ ОПОРЫ

СТАНИНЫ И НАПРАВЛЯЮЩИЕ

ПРИВОДЫ СТАНКОВ

ЛЕКЦИЯ 2. ТИПОВЫЕ ДЕТАЛИ И МЕХАНИЗМЫ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ

Приводом называется совокупность механизмов, служащих для приведения в движение исполнительных звеньев станка. В привод входит также источник движения. Привод должен обес­печивать возможность регулирования скорости движения испол­нительных звеньев станка.

Приводы станков подразделяются на ступенчатые и бесступен­чатые. К первым относятся приводы со ступенчатыми шкивами, приводы с шестеренными коробками скоростей и приводы в виде многоскоростных асинхронных электродвигателей. Возможны также ступенчатые приводы, являющиеся комбинацией упомяну­тых выше механизмов. К бесступенчатым приводам можно отнести приводы с механическими вариаторами, электродвигатели посто­янного тока с регулируемой частотой вращения, гидравлические приводы и комбинированные, представляющие собой сочетание регулируемого электродвигателя постоянного тока или привода с вариатором со ступенчатой коробкой скоростей, или, наоборот, механического вариатора с многоскоростным асинхронным эле­ктродвигателем переменного тока. _

Современные металлорежущие станки имеют индивидуальные (от отдельного источника движения) приводы. Источником дви­жения в станках обычно является электродвигатель. Электродви­гатель может быть расположен рядом со станком (рис.5, а), внутри него (рис. 5, б), на станке (рис. 5, в), может быть встроен в перед­нюю бабку (рис. 5, г и д) и т. д.

В некоторых станках применяют отдельные электродвигатели для привода главного движения, движений подачи, врезания, вспомогательных движений и др.

Привод с шестеренной коробкой скоростей в настоящее время является наиболее распространенным типом привода главного движения в металлорежущих станках. Их достоинством являются компактность, удобство в управлении и надежность в работе.

Недостатки приводов с шестеренными коробками скоростей за­ключаются в невозможности бесступенчатого регулирования ско­рости, а также в сравнительно низком к. п. д. на высоких часто­тах вращения в случае широкого диапазона регулирования.

Существует большое количество различных конструкций коро­бок скоростей, однако все они представляют собой сочетание от­дельных типовых механизмов. Коробки скоростей различают по способу переключения скоростей и компоновке.

По способу переключения скоростей коробки бывают с перед­вижными (скользящими) колесами; с кулачковыми муфтами; с фрик­ционными муфтами; с электромагнитными муфтами; с комбини­рованным переключением; со сменными колесами.

Рис. 5. Варианты установки индивидуального электродвигателя

На рис. 6 показаны схемы элементарных механизмов наиболее часто применяемых в шестеренных коробках станков для переклю­чения скоростей. Применение того или иного способа переключе­ния в коробках скоростей зависит от назначения станка, от ча­стоты переключений и продолжительности рабочих ходов.

Передачи с передвижными блоками колес обладают тем достоин­ством, что могут передавать большие крутящие моменты при срав­нительно небольших радиальных размерах. Кроме этого, в таких коробках в зацеплении находятся только те зубчатые колеса, которые передают шпинделю мощность. Значит, остальные колеса в это время не изнашиваются. Указанные преимущества позволяют широко применять для изменения частоты вращения шпинделя передвижные блоки зубчатых колес в коробках скоростей глав­ным образом универсальных станков. Как правило, в передвиж­ных блоках используют прямозубые колеса.

К недостаткам этих коробок скоростей относится невозмож­ность переключения передач на ходу; необходимость блокировки, чтобы нельзя было одновременно включить в работу блоки зубча­тых колес, совместная работа которых не предусмотрена; относи­тельно большие осевые размеры.

Для коробок с кулачковыми муфтами характерны малые осе­вые перемещения муфт при переключениях, возможность исполь­зования в передачах косозубых и шевронных колес, а также Меньшие усилия для переключения, тем у передвижных блоков колес. Вместе с тем кулачковые муфты не позволяют переключать передачи на ходу при большой разности скоростей вращения, им присущи потери мощности на вращение неработающей пары колес и их износ.

Использование фрикционных и электромагнитных муфт в ко­робках скоростей дает возможность быстрого и плавного переключения передач на ходу и под нагрузкой. Недостатками таких ко­робок являются потери мощности на вращение неработающей пары колес и их износ; большие радиальные и осевые размеры при передаче больших крутящих моментов; снижение к. п. д. станка вследствие трения в выключенных муфтах; нагревание муфт, необходимость их частой регулировки, передача тепла от муфт шпиндельному узлу.

Рис. 6. Схемы элементарных механизмов двухскоростных (а),

трехскоростных (б) и четырехскоростных (e) коробок скоростей.

При относительно редкой настройке привода шпинделя на опе­рацию в автоматах, полуавтоматах, специальных и операционных станках в массовом и серийном производстве используют сменные колеса (рис. 7). Частоту вращения шпинделя в этом случае наст­раивают путем смены колес А и В между смежными валами при неизменном расстоянии между их осями. Так как расстояние между осями этих колес остается неизменным, то обязательным условием правильного сцепления сменных колес при такой конструкции привода является постоянство суммы их чисел зубьев (А + В = const). Сменные колеса в при­воде главного движения применяются иногда в сочетании с шестеренными ко­робками скоростей.

Рис. 7. Схема коробки скоростей со сменными зубчатыми колесами

В зависимости от компоновки разли­чают коробки скоростей, встроенные в шпиндельную бабку, и коробки скоростей с раздельным приводом. На рис. 8 по­казана схема коробки скоростей, встро­енной в шпиндельную бабку. Эта коробка

Рис. 8. Схема коробки скоростей, встроенной в шпиндельную бабку

скоростей позволяет получить 24 значения частоты вращения шпинделя. Коробка скоростей, показанная на рис. 9, дает возможность получить три различных значения ча­стоты вращения шпинделя. Если зубчатое колесо Z₁ находится в зацеплении с зубчатой муф­той, то движение шпинделю передается непосредственно от приводного шкива, минуя зуб­чатую передачу. В этом случае частота вращения шпинделя равна частоте вращения приводного шкива.

Рис. 9. Схема коробки скоростей на три ступени:

1 — приводной шкив; 2 — зубчатая муф­та; 3 — шпиндель

При зацеплении зубчатого колеса Z₁ с колесом Z₂ можно полу­чить еще два значения частоты вращения шпинделя путем пере­ключения двойного блока Z₃ — Z₅:

где n_шк — частота вращения приводного шкива в об/мин;

n₂ и n₃ — частота вращения шпинделя соответственно на вто­рой и третьей ступенях скорости в об/мин.

На рис. 10 показана коробка скоростей вертикально-сверлиль­ного станка. Частота вращения шпинделя у нее изменяется передвижными блоками зубчатых колес. На крышке 3 корпуса 1 ко­робки установлен приводной электродвигатель, соединенный с пер­вым валом коробки муфтой 6. Передвижные блоки колес 7 и8 дают возможность сообщить гильзе 2 шесть (при односкоростном двигателе) различных значений частоты вращения. Гильза 2 имеет внутренние шлицы, по­средством которых вращение передается шпинделю. Зубчатые колеса 4 и 5 яв­ляются сменными.

Рис. 10. Коробка скоростей вертикально-сверлильного станка

Частота вращения шпинделя

где n_шп и n_дв — частоты вращения со­ответственно шпинде­ля и вала электродви­гателя;

i_k*s — передаточное отноше­ние коробки скоро­стей.

У некоторых моделей токарных, ре­вольверных и фрезерных станков ко­робка- скоростей вынесена из шпиндельной бабки, а враще­ние шпинделю передается через ременную передачу (рис. 11). Большие частоты вращения шпиндель 4 получает от коробки ско­ростей 1 через ременную передачу 2, В этом случае муфта 3 включена, а зубчатые колеса Z₂ и Z₃, жестко закрепленные на пустоте­лой втулке, путем осевого смещения втулки выключены. Малые частоты вращения шпинделя получаются при выключенной муфте и включенных зубчатых колесах Z₂ и Z₃. В этом случае вращение от коробки скоростей 1 передается шпинделю 4 через ременную пере­дачу 2 и зубчатые колеса

Применение разделенного привода с разгруженным шпинделем обеспечивает более плавное вращение шпинделя и чаще приме­няется в точных станках.

Рис. 11. Разделенный привод

Дата добавления: 2014-01-11