Механизмы для бесступенчатого изменения скорости

Основные достоинства приводов с бесступенчатым регулированием – повышение производительности обработки за счет точной настройки оптимальной по режимам резания скорости, возможность плавного изменения скорости во время работы, простота автоматизации процесса изменения скоростей. Для бесступенчатого изменения скорости применяют механические (фрикционные) вариаторы, регулируемые электро- и гидродвигатели. В данном курсе рассматриваются только механические вариаторы. Электрические и гидравлические регулируемые приводы рассматриваются в соответствующих курсах.

Принцип действия механического вариатора рассмотрим на примере наиболее распространенных их типов (рис. 2.20).

В вариаторе с раздвижными коническими дисками (рис. 2.20, а) смещение дисков по шлицам входного и выходного валов в противоположные стороны приводит к смещению широкого клинового ремня. В итоге изменяются радиусы контактов r₁ и r₂ ремня с конусными поверхностями дисков и, следовательно, изменяется передаточное отношение механизма. Диапазон регулирования определяется предельным отношением радиусов ведомого и ведущего дисков R_б = r₂/r₁ > 6, где R_б - диапазон бесступенчатого регулирования вариатора.

Основными недостатками вариатора с клиновым являются непостоянство длины клинового ремня, меняющееся с изменением передаточного отношения и значительная неустойчивость передаточного отношения при изменении передаваемой нагрузки (потеря частоты вращения до 14…16 %).

Рис. 2.20. Механические вариаторы:

а ─ с раздвижными конусными дисками; б ─ лобовой

Вариатор с широким клиновым ремнем использован в токарно-винторезном станке модели 1К620.

Вместо ремня в вариаторе с раздвижными дисками может использоваться клиновое кольцо. Такой вариатор имеет меньшие габаритные размеры и используется для передачи мощности до 1,5 кВт в небольших по размерам станках, например, токарных сверлильных.

В лобовом вариаторе (рис.2.20, б) при смещении промежуточного ролика вдоль образующей ведомого и ведущего дисков изменяются величины радиусов r₁ и r₂. Это обеспечивает изменение передаточного механизма. В таком вариаторе диапазон бесступенчатого регулирования R_б > 10.

Общими недостатками механических вариаторов являются: меньшая по сравнению с шестеренчатыми передачами надежность; нежесткая кинематическая характеристика и, следовательно, невозможность применения во внутренних связях станков; сравнительно небольшой диапазон регулирования и как следствие, необходимость дополнения привода шестеренчатой коробкой.