Классификация металлорежущих станков

Скачать 2.9 Mb.

Название	Классификация металлорежущих станков
страница	2/22
Тип	Документы

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Документы

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 22

ПРИВОДЫ 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 ступенчатым относятся приводы со ступенчатыми шкивами, 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 одиночные или многодвигательные приводы. Источником движения в станках обычно является электродвигатель. Электродвигатель может быть расположен рядом со станком (рисунок 2, а), внутри него (рисунок 2, б), на станке (рисунок 2, в), встроен в переднюю бабку (рисунок 2, г, д) и т.д.

Рисунок 2. Варианты установки отдельных электродвигателей

Привод с шестеренной коробкой скоростей в настоящее время является наиболее распространенным типом привода главного движения в металлорежущих станках. Его достоинством является компактность, удобство в управлении и надежность в работе. Недостатки приводов с шестеренными коробками скоростей заключается в невозможности бесступенчатого регулирования скорости, а также в сравнительно низком КПД 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, фрикционными и электромагнитными муфтами; с комбинированным переключением; со сменными колесами.

На рисунке 3 показаны схемы элементарных механизмов наиболее часто применяемых в шестеренных коробках станков для переключения скоростей. При-

менение 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 размерах зубчатых колес. 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 размеры по длине.

Для коробок с кулачковыми муфтами характерны малые осевые перемещения муфт при переключениях, возможность использования в передачах косозубых и шевронных колес, а также меньшие силы для переключения, чем 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 быстро и плавно переключать передачи на ходу. Недостат-

ками таких коробок являются потери мощности на вращение неработающей пары колес и их износ; большие радиальные и осевые размеры при передачи больших крутящих моментов; снижение КПД станка в следствие трения в выключенных муфтах; нагревание муфт, необходимость их частого регулирования, передача тепла от муфт шпиндельному узлу.

П

ри относительно редкой настройке привода шпинделя на операцию в автоматах, полуавтоматах, специальных и операционных станках в массовом и серийном производстве используют сменные колеса (рисунок 4). Частоту вращения шпинделя в этом случае настраивают путем смены колес а и b 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 чисел их зубьев (a+b=const). Сменные колеса в приводе главного движения применяют иногда в сочетании с шестеренными коробками скоростей.

В зависимости от компоновки различают коробку скоростей, встроенные в шпиндельную бабку, и коробки скоростей с разделенным приводом. На рисунке 5 показана схема коробки скоростей встроенной в шпиндельную бабку. Эта коробка скоростей позволяет получить 24 значения частоты вращения шпинделя. Коробка скоростей, показанная на рисунке 6, дает возможность получить три значения вращения шпинделя. Если зубчатое колесо z\ находится в зацеплении с зубчатой муфтой 2, то движение шпинделю 3 передается непосредственно от приводного шкива 1, минуя зубчатую передачу. В этом

случае частота вращения шпинделя равна частоте вращения приводного шкива.

При зацеплении зубчатого колеса Zi с колесом z₂ можно получить еще два значения частоты вращения шпинделя путем переключения двойного блока z₃-z₅:

где п_шк - частота вращения приводного шкива, об/мин;

п₂ и п₃ - частота вращения шпинделя соответственно на второй и третьей ступеней скорости, об/мин.

Частота вращения шпинделя коробки скоростей вертикально-сверлильного станка (рисунок 7) изменяется передвижными блоками зубчатых колес. На крышке

Рисунок 7. Коробка скоростей вертикально-сверлильного станка

3 корпуса 1 коробки установлен приводной электродвигатель, соединенный с первым валом коробки муфтой 6. передвижные блоки колес 7 и 8 дают возможность сообщить гильзе 2 шесть (при односкоростном двигателе) различных значений вращения. Гильза 2 имеет внутренние шлицы, посредством которых вращение передается шпинделю. Зубчатые колеса 4 и 5 являются сменными. Частота вращения шпинделя

где п_шп, п_дв - частоты вращения соответственно шпинделя и вала электродвигателя; i_к.с - передаточное отношение коробки скоростей.

Разделенный привод с разгруженным шпинде-

У некоторых моделей токарных, револьверных и фрезерных станков коробка скоростей вынесена из шпиндельной бабки, а вращение шпинделю передается через ременную передачу (рисунок 8). Большие частоты вращения шпиндель 4 получает коробки скоростей 1 через ременную передачу 2. В этом случае муфта 3 включена, а зубчатые колеса z₂ и z₃, жестко закрепляются на пустотелой втулке, путем осевого смещения втулки. Малые частоты вращения шпинделя получают при выключенной муфте и включенных зубчатых колесах z₂ и z₃. В этом случае вращение от коробки скоростей 1 передается шпинделю 4 через

лем обеспечивает плавное вращение шпинделя и чаще применяется в точных станках.

КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КОРОБОК СКОРОСТЕЙ

Для кинематических расчетов коробок скоростей в станкостроении применяются два метода: аналитический и графоаналитический. Оба метода позволяют находить величины передаточных отношений передач, входящих в коробку скоростей. Однако, как правило, используют только графоаналитический метод. Достоинством его является то, что он позволяет более быстро находить возможные варианты решения, дает большую наглядность (что облегчает сравнение вариантов).

При графоаналитическом методе последовательно строят структурную сетку и график (картину) частоты вращения.

Структурная сетка дает ясное представление о структуре привода станка. По структурной сетке легко прослеживаются связи между передаточными отношениями групповых передач (групповой передачей называется совокупность передач между двумя последовательными валами коробки скоростей); однако сетка не дает конкретных значений этих величин. Она наглядно характеризует ряд структур приводов в общей форме. Структурная сетка содержит следующие данные о приводе: число групп передач, число передач в каждой группе, относительный порядок конструктивного расположения групп вдоль цепи передач, порядок кинематического включения групп (т.е. их характеристики и связь между передаточными отношениями), диапазон регулирования групповых передач и всего привода, число ступеней скорости вращения ведущего и ведомого валов групповой передачи.

График (картина) частоты вращения позволяет определить конкретные величины передаточных отношений всех передач привода и частоты вращения всех его валов. Он строится в соответствии с кинематической схемой привода.

При разработке кинематической схемы коробки скоростей станка с вращательным главным движением должны быть известны число ступеней частоты вращения шпинделя z, знаменатель геометрического ряда ф, частоты вращения шпинделя от п\ до n_z и частота вращения электродвигателя п_эд.

Число ступеней частоты вращения шпинделя z при настройке последовательно включенными групповыми передачами (в многоваловых коробках) равно произведению числа передач в каждой группе, т.е. z=p_apbPc---Pk-Например, для привода, показанного на рисунке 9, z= р_арьрс=3-2-2=12.

При заданном (или выбранном) числе ступеней ряда частоты враще-

ния шпинделя z число групп передач, число передач в каждой группе и порядок расположения групп можно выбирать различными. Этот выбор в основном и определяет кинематику и конструкцию коробки скоростей.

Для наиболее часто применяемых значений z могут быть использованы следующие конструктивные варианты:

В станках с изменением частоты вращения шпинделя по геометрическому ряду передаточные отношения передач в группах образуют геометрический ряд с знаменателем ф^х, где х - целое число, которое называется характеристикой группы. Характеристика группы равна числу ступеней скорости совокупности групповых передач, кинематически предшествующих данной группе. Общее уравнение настройки групповых передач имеет следующий вид:

Для последовательного

получения всех частот вращения шпинделя сначала переключают передачи одной группы, затем другой и т.д. Если в коробке скоростей, показанной на рисунке 9, использовать с этой целью передачи группы а, затем группы сив последнюю очередь группы Ь, то соответственно этому порядку переключений группа а будет основной, группа с - первой переборной, группа b -второй переборной. Коробка скоростей может иметь и большее число переборных групп. Для основной группы передач характеристика хо=1; для первой переборной группы xi=pi; для второй переборной группы x₂-pip2 и т.д., где piH p₂ - соответственно числа передач основной и первой переборной групп.

Для конструктивного варианта привода, показанного на рисунке 9, и принятого порядка переключений скоростей можно записать структурную формулу 7=3(1)2(6)2(3). В формуле цифрами в скобках обозначены характеристики групп. Основной и различными поп номеру переборными группами может быть любая другая группа передач в приводе, поэтому наряду с конструктивными вариантами привода возможны также различные его кинематические варианты.

В

о избежание чрезмерно больших диаметров зубчатых колес в коробках скоростей, а также в целях нормальной их работы практикой установлены следующие предельные передаточные отношения между валами при прямозубом зацеплении:

Отношение -^- имеет наибольшую величину для последней переборной

отсюда наибольший диапазон регулирования групповой передачи будет

группы привода. Следовательно, для коробок скоростей

где x_max - наибольший показатель для последней переборной группы; р - число передач в этой группе.

Для графического изображения частот вращения шпинделя станка обычно используют логарифмическую шкалу чисел. С этой целью геометрический ряд частот вращения

Таким образом, если откладывать на прямой линии последовательные значения логарифмов частот вращения п_ь п₂, п₃, ..., n_z, то интервалы между ними будут постоянны и равны lg ф.

Рассмотрим построение структурной сетки и графика частоты вращения для коробки скоростей, кинематическая схема которой показана на рисунке 10, а.
Для принятого конструктивного варианта привода возможны два варианта структурной формулы: z=6=3(l)-2(3) и z=6=3(2)-2(l). В первом случае основной группой будет первая в конструктивном отношении группа передач, а первой переборной - вторая группа передач; для второго случая - наоборот.

На рисунке 10, б, в показаны структурные сетки для приведенных формул структуры привода. Они построены следующим образом. На равном расстоянии друг от друга проводят вертикальные линии, число которых должно быть на единицу больше, чем число групповых передач. Также проводят ряд горизонтальных параллельных прямых с интервалом, равным lg ф (число горизонтальных прямых равно числу ступеней z частоты вращения шпинделя). На середине первой слева вертикальной линии наносят точку О, из которой симметрично в соответствии с числом передач в группах по заданной структурной формуле проводят лучи, соединяющие точки на вертикальных линиях. Расстояния между соседними лучами должны быть равны X; lg ф, где X; — характеристика соответствующей группы.

Оптимальный вариант структурной сетки выбирают следующих выражений. Выше отмечалось, что независимо от порядка переключений групповых передач диапазон регулирования последней переборной группы является наибольшим. Поэтому следует определить диапазоны регулирования последних переборных групп для всех вариантов структурных сеток (при выбранном значении ф) и исключить из дальнейшего рассмотрения варианты, не удовлетворяющие условию

Для варианта, показанного на рисунке 10, б, х_тах=3, а для варианта, показанного на рисунке 10, в, х_тах=2. Вариант б подходит для всех значений ф, так как 2⁽²" ¹⁾³=8; вариант в удовлетворяет всем значениям ф за исключением ф=1,78 и ф=2 поскольку 1,78⁽³"^1>2>8 и 2⁽³'^1}'²>8.

На рисунке 10, г, д показаны построенные для обоих вариантов структурных сеток графики частоты вращения при 0=1,26, ni=160 об/мин, п₆=500 об/мин и п=1000 об/мин.

Графики частоты вращения строят в следующей последовательности: на равном расстоянии друг от друга проводят вертикальные линии, число которых равно числу валов коробки; на равном расстоянии друг от друга с интервалами lg ф проводят горизонтальные линии, которым присваивают (снизу вверх) порядковые частоты вращения, начиная с п\. Луч, проведенный между вертикальными линиями, обозначает передачу между двумя валами с передаточным отношением 1=ф^т, где т - число интервалов lg ф, перекрытых лучом. При горизонтальном положении луча 1=1, при луче, направленном вверх, i>l, а вниз i
Для разбираемого примера (ф=1,26) с учетом особенностей отдельных передач и значений предельных передаточных отношений

строим (для каждого варианта)с

начала цепь передач для снижения частоты вращения от п=1000 до ni=160 об/мин. Наиболее целесообразно при этом разбить общее передаточное отношение этой цепи так, чтобы сохранить более высокими частоты вращения промежуточных валов. В этом случае размеры коробки уменьшаются. Дальнейшее построение ведем, используя принятые варианты структурных сеток. Построенный график частоты вращения позволяет определить передаточное отношение всех передач коробки.

П

о найденным передаточным отношениям определяют числа зубьев зубчатых колес. Следует иметь в виду, что в станкостроении межосевые расстояния, суммы чисел зубьев сопряженных колес, числа зубьев червячных колес и модули нормализованы. При постоянном расстоянии между осями ведущего и ведомого валов и одинаковом модуле колес группы передач сумма чисел зубьев каждой пары зубчатых колес является постоянной величиной, т.е.

Передаточные отношения пар зубчатых колес, находящихся в зацеплении:

и т.д. Из уравнений

следует
По этим формулам находятся числа зубьев колес группы по заданной ^]z. Передаточные отношения i_b 1₂и т.д. определяют из графика частоты вращения.

Коробки подач предназначены для получения требуемых величин подач и сил подачи при обработке на станке различных деталей. Коробка подач в большинстве случаев заимствует движение от шпинделя станка или приводится в движение

от отдельного электродвигателя. Значения подач должны обеспечивать требуемую шероховатость поверхности, а также высокую стойкость инструмента и производительность станка. Подачи в общем случае должны располагаться в геометрической прогрессии.

Изменение величины подачи можно производить различными способами: с помощью механизмов с зубчатыми передачами и без применения зубчатых передач (например, электрическим и гидравлическим путем, храповым и кулачково-рычажным механизмами и т.д.).

Коробки подач с зубчатыми передачами бывают: а) со сменными зубчатыми колесами, с постоянным расстоянием между осями валов; б) с передвижными блоками зубчатых колес; в) со встречными ступенчатыми конусами колес и вытяжными шпонками; г) нортоновские; д) в форме гитар сменных зубчатых колес; е) с механизмами типа Меандра.

Для получения большого количества величин подач коробки часто конструируют, используя сразу несколько из перечисленных механизмов.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 22

	Профессиональный стандарт Обеспечение бесперебойной работы пневмо- и гидрооборудования металлорежущих станков		Профессиональный стандарт Текущий и средний ремонт, наладка после ремонта механических узлов металлорежущих станков
	Государственный стандарт российской федерации ...		Тема: Наладка и эксплуатация электрооборудования металлорежущих станков Металлорежущие станки предназначены для изготовления деталей путем механической обработки заготовок режущим инструментом. Металлорежущие...
	Методические указания к практическим работам 1,2 по курсу «Металлорежущие... Целью работ, приведенных в настоящих методических указаниях, является ознакомление с конструкцией, областью применения, диапазоном...		Типовая инструкция по охране труда при работе на металлорежущих станках К самостоятельной работе на металлорежущих станках допускаются лица, имеющие специальную профессиональную подготовку, подтвержденную...
	Инструкция по охране труда для персонала при обслуживании деревообрабатывающих станков Для выполнения обязанностей по обслуживанию деревообрабатывающих станков могут быть приняты лица, не имеющие медицинских противопоказаний...		Техническое задание на поставку станков универсальных Перечень станков Станки должны быть новыми, российского производства, соответствовать требованиям гост7599-82, гост12 009-99, гост р мэк 60204-1-99,...
	Техническое задание на оказание услуг по «Техническому обслуживанию... Предметом оказания услуг являются 15 металлообрабатывающих станков электродепо «Автово»		Методические разработки практических занятий Дисциплина «микология» Тема: Общая характеристика и классификация грибов. Патогенез грибковых заболеваний. Иммунитет при микозах. Классификация микозов
	Рабочая программа профессионального модуля пм 02. Разработка управляющих «Разработка управляющих программ для станков с числовым программным управлением» разработана на основе Федерального государственного...		Техническое задание Общие технические требования к вагонам-домам Классификация объекта – Здание мобильное (инвентарное) по гост 25957-83 «Здания и сооружения мобильные (инвентарные). Классификация,...
	Техническое задание Общие технические требования к вагонам-домам Классификация объекта – Здание мобильное (инвентарное) по гост 25957-83 «Здания и сооружения мобильные (инвентарные). Классификация,...		1 Понятие "потребительских свойств": понятие, классификация 4 Классификация и ассортимент игрушек по воспитательному (педагогическому) назначению. 8
	Программа профессионального модуля «Обработка деталей на металлорежущих... Обработка деталей на металлорежущих станках различного вида и типа (сверлильных, токарных, фрезерных, копировальных, шпоночных и...		Для лечебного и педиатрического факультетов Классификация дисперсных систем. Классификация дисперсных систем по степени дисперсности; по агрегатному состоянию фаз

Классификация металлорежущих станков

Похожие: