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-
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.
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.
|