Классификация металлорежущих станков (стр. 3 )

У станков с возвратно-поступательным главным движением (строгальных, долбежных, протяжных и др.) вместо частоты вращения шпинделя определяют числа двойных ходов в минуту. Для этих станков используют те же нормализован­ные значения знаменателя ф и рядов чисел двойных ходов, что и для станков с главным поступательным движением.

Станки с возвратно-поступательным главным движением можно разделить на две группы. Для первой группы характерно постоянство скоростей рабочего (v, м/мин) и холостого ходов (уо, м/мин); обычно v0>v. Станки второй группы (с кри-вошипно-шатунным и кулисным приводами) не обеспечивают постоянство скоро­стей v и v0. Если обозначить через L длину хода стола (салазок, ползуна) в метрах, то время одного двойного хода для станков первой группы можно определить по формуле

где vmax и vmin - предельные скорости рабочего хода, м/мин;

vq max И V0 mm ~ ПреДбЛЬНЫб СКОрОСТИ ХОЛОСТОГО ХОДа, М/МИЩ

Lmax и Lmin - предельные длины хода стола (салазок, ползуна), м.

Предельные числа двойных ходов в минуту для станков второй группы могут быть подсчитаны по тем же формулам, если в них подставить средние значения v и v0. У продольно-строгальных станков скорость рабочего хода постоянна, поэтому для них целесообразно устанавливать геометрическую структуру ряда скоростей рабочего хода. У станков с кулисными или кривошипно-шатунным приводом по­стоянным является число двойных ходов, которое строиться по геометрической прогрессии.

Величины подач в металлорежущих станках обычно располагаются по гео­метрическому ряду. Значения знаменателя ряда подач берут из нормали станко­строения HI 1-1. Отношение максимальной величины подачи smax к минимальной smjn называется диапазоном регулирования подач.

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.

При 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 пшк - 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 пшп, пдв - частоты вращения соответственно шпинделя и вала электродвигателя; iк. 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