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.
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.
|