Классификация металлорежущих станков (стр. 7 )

Кулачковые механизмы, преобразующие вращательное движение в прямолинейное по­ступательное, применяют глав­ным образом в автоматах. Разли­чают кулачковые механизмы с плоскими и цилиндрическими кулачками.

На рисунке 16, а показана схема механизма с плоскими кулачками. При вращении кулачка 1 через ролик 2, рычажную передачу и зубчатый сектор движение передается с помощью рейки суппорту, который совершает возврат­но-поступательное движение в соответ­ствии с профилем кулачка. На рисунке 17 показан принцип работы цилиндри­ческих кулачков.

Устройства для малых переме­щений. В тех случаях, когда жесткость обычных механизмов типа реечной или винтовой пары не обеспечивает точные перемещения (т. е. когда медленное пере­мещение узла переходит в скачкообразное с периодически чередующимися оста­новками и скачками), применяют специальные устройства, работающие без зазоров и обеспечивающие высокую жесткость привода. К таким устройствам относятся термодинамический, магнитострикционный приводы и привод с упругим звеном.

Схема термодинамического привода (рисунок 18, а) представляет собой жест­кий полый стержень, один конец которого крепят к неподвижной части станка (станине), а другой соединяют с подвижным узлом. При нагревании стержня по­средством спирали или при пропускании электрического тока малого напряжения и большой силы непосредственно через него стержень удлиняется на величину Alt, перемещая подвижный узел станка. Для возврата подвижного узла в начальное по­ложение необходимо стержень охладить.

Магнитострикционный привод (рисунок 18, 6) работает следующим образом. Стержень, изго­товленный из магнитострикционного материала, помещают в магнитное поле, напряженность ко­торого можно менять. Увеличивая или уменьшая напряженность магнитного поля, тем самым из­меняют длину стержня на величину А1М. Разли­чают положительную магнитострикцию (когда с увеличением магнитного поля размеры стержня увеличиваются) и отрицательную (с увеличением напряжения магнитного поля размеры стержня уменьшаются). Это зависит от материала стерж­ня.

Привод с упругим звеном (рисунок 18, в) по­зволяет получать малые перемещения за счет уп­ругого звена типа рессоры или плоской пружины. В нашем случае рессора предварительно нагру­жается жидкостью из гидросистемы. Затем по мере свободного истечения масса из цилиндра через выпускаемое отверстие малого сечения рессора выпрямляется и свободным концом перемещает шлифовальную бабку.

Рассмотренные приводы находят применение в прецизионных станках, где не­обходимо обеспечить высокую равномерность малых подач и точность малых пе­риодических перемещений.

ХРАПОВЫЕ И МАЛЬТИЙСКИЕ МЕХАНИЗМЫ

Храповые и мальтийские механизмы отно­сятся к числу механизмов, осуществляющих прерывистое движение.

Храповые механизмы могут быть с на­ружным и внутренним зацеплением. В меха­низме с наружным зацеплением (рисунок 19, а) собачке 1 сообщается качательное движение. При движении справа налево собачка через зу­бья храпового колеса 2 поворачивает его на не­который угол. При обратном ходе собачка про­скальзывает по зубьям храпового колеса, не вращая его. В храповом механизме с внутрен­ним зацеплением (рисунок 19, 6) вал с жестко посаженным на нем диском, к которому при­креплена собачка 1 имеет колебательное движе-

ние, и собачка, вращаясь слева направо поворачивает храповое колесо 2; когда со­бачка движется в обратном направлении, храповое колесо не вращается.

На рисунке 19, в показана схема привода храпового механизма. Качательное движение собачка 1 получает через шатун от ведущего кривошипного диска 5 с пальцем 4. Изменение положения пальца 4 в пазу (т. е. радиуса R) позволяет регу­лировать угол поворота а собачки 1 и тем самым угол поворота храпового колеса 2 за один оборот ведущего диска 5. Движение храпового колеса реверсируется пере­водом собачки в положение, показанное тонкой линией.

Изменять угол поворота храпового колеса при неизменном положении криво­шипного пальца 4 можно щитком 3, который закрывает часть зубьев храпового ко­леса, и собачка в начальный период движения скользит по его поверхности, а за­тем, сходя с него, захватывает зубья храпового колеса и поворачивает. Щиток в выбранном положении удерживается фиксатором 6.

Мальтийские механизмы чаще всего применяют для периодического пово­рота на постоянный угол револьверных головок, шпиндельных блоков, столов мно­гошпиндельных автоматов и т. д.

Мальтийские механизмы бывают правильные и неправильные. У правильных механизмов крест имеет пазы с равномерным шагом, у неправильных механизмов углы между смежными пазами креста различные. В станках применяют, как прави­ло, правильные мальтийские механизмы с внешним зацеплением и радиальными пазами. В мальтийском механизме (рисунок 20) при враще­нии кривошипа цевка или ролик заходит в паз креста и за ка­ждый оборот поворачивает его на Vz часть (z - число пазов), т. е. передаточное отношение мальтийского механизма i=Vz; обычно z=3-^8.

Основные соотношения параметров мальтийского меха­низма:

где а - половина центрального угла кривошипа за период по­ворота креста на угол (3; /3 - половина шагового угла между соседними пазами угла.

Если решить эти уравнения относительно 2о, то цен­тральный угол рабочего поворота кривошипа

 

отсюда определяем значение центрального угла холостого хода кривошипа

где tp - время поворота креста; tx - время пребывания креста в покое.

При равномерном движении кривошипа (углы о,/3 и у выражены в радианах)

Правильное соотношение между размерами мальтийского механизма выража­ется следующей зависимостью:

R=l-sinj3 = l-sinT/2.

Для того чтобы в начале поворота креста, когда цевка входит в зацепление, не было удара, начальная угловая скорость креста должна быть равна 0. иначе необ­ходимо, чтобы /3+0=90°, т. е. цевка должна входить в паз креста в радиальном на-поавлении.

МУФТЫ

Муфты служат для постоянного или периодического соединения двух соосных валов и для передачи при этом вращения от одного вала другому. Различают муф­ты: постоянные, служащие для постоянного соединения валов; сцепные, соеди­няющие и разъединяющие валы во время работы; предохранительные, предотвра­щающие аварии при внезапном превышении нагрузок; муфты обгона, передающие вращения только в одном направлении.

Постоянные муфты применяют в тех случаях, когда нужно соединить два ва­ла, которые в процессе работы не разъединяются. При этом валы могут быть со­единены жестко или с помощью упругих элементов (рисунок 21, а-г).

Сцепные муфты применяют для периодического соединения валов, напри-

мер, в приводе главного дви­жения или подач станков.

В станках часто сцепные кулачковые муфты в виде дис­ков с торцевыми зубьями-кулачками (рисунок 21, д) и зубчатые муфты, устройство которых показано на рисунке 21, е. Недостатком изображен­ных сцепных муфт является то, что при больших разностях скоростей вращения ведущего и ведомого элементов муфты включить практически нельзя.

Фрикционные муфты имеют то же назначение, что и кулачковые, но они свободны от недостатка, присущего ку­лачковым муфтам, т. е. фрик­ционные муфты можно вклю­чать при любых разностях ско­ростей вращения элементов муфты. У фрикционных муфт при перегрузках ведомое звено может проскальзы­вать и тем самым предотвращать аварию. Наличие нескольких поверхностей тре­ния дает возможность передавать значительные крутящие моменты при относи­тельно малых величинах давления на поверхностях дисков.

Муфта работает следующим образом. При перемещении гильзы 1 влево шари­ки 6, находящиеся между коническими поверхностями гильзы 1 и неподвижной втулкой 5, давят на диск 2, который, в свою очередь, через упругую шайбу 3 сцеп­ляет подвижные ведущие диски с ведомыми. Для включения муфты гильзу 1 отво­дят вправо и пружины 4 отжимают диск 2 в исходное положение.

Общий вид фрикционной многодисковой контактной электромагнитной муф­ты показан на рисунке 22, а. Муфта имеет катушку 4 электромагнита, в которую подается постоянный электрический ток посредством контактных щеток, прижи­маемых щеткодержателями к токопроводящим кольцам 2. Если кольцо одно, то один вывод катушки припаивают к нему, а второй - к корпусу 1 муфты, тогда кон­тур тока замыкается через детали муфты и механизма станка. При наличии двух колец оба вывода катушки припаивают к кольцам. Когда в катушку 4 подается электрический ток, якорь 5 притягивается влево к корпусу 1 и с помощью тяг, про­ходящие через наружные пазы втулки 14, перемещает влево нажимной диск 9. Диск 9 сжимает пакет фрикционных дисков 8 и 7 и прижимает их к регулировоч­ной гайке 6, которая стопорится винтом 15.

Внутренние диски (рисунок 22, 6) на обоих торцах имеют фрикционные ме-таллокерамические накладки, а также спиральные канавки одного направления для циркуляции масла. Наружные диски (рисунок 22, в) сцепляются с поводком 10 (ри­сунок 22, а), цилиндрический обод которого имеет пазы, и находится в свободном положении относительно наружной поверхности шлицев втулки 14. Подвижные штифты 13с пружинами 12 и шайба 11 служат для отвода вправо нажимного диска 9 и якоря 5 при отключении муфты. Цифрой 3 обозначена изоляционная втулка.