2.5.8. Предохранительные устройства

Предназначены для защиты механизмов станка от аварий при перегрузках. В качестве предохраняющего звена нередко используется срезной штифт, рассчитанный на передачу определенного крутящего момента. Более удобными в эксплуатации являются предохранительные муфты: кулачковые, шариковые, фрикционные.

На рис. 2.33 показана конструкция шариковой предохранительной муфты. При вращении колеса 5 шарики 4, прижатые к его рабочей поверхности пружинами, вращают втулку 3 и вал 1. При перегрузке вал 1 и втулка 6 останавливаются, а колесо 5 продолжает вращаться, выжимая шарика 4 в отверстия втулки 3. Муфта регулируется гайкой 2. Суммарная сила сжатия пружин

Р_пр = Р₀ [tg (α – φ) - f_п],

где α – угол наклона касательной в точке контакта шарика с рабочей поверхностью в градусах; φ – угол трения между шариками и поверхностями контакта в градусах; f_п - приведенный коэффициент трения между шариками и стенками отверстия при осевом перемещении шариков.

Рис. 2.33. Шариковая предохранительная муфта

Величина окружной силы P₀, передаваемой муфтой, зависит от расположения шариков относительно потая. При перегрузке шарики смещаются и угол α начнет увеличиваться. В результате этого окружная сила , которую в состоянии передать муфта, резко уменьшится, что приводит к ее быстрому срабатыванию.

Число шариков, необходимых для передачи заданной окружной силы P_o

.

Муфты работают удовлетворительно, если величина нормального давления в зоне контакта p_n ≤ 3000 Мн/м². Величина P_n, действующая на один шарик, берется в зависимости от диаметра шарика

d_ш в мм 11 12 14 16 20 24 28 32

P_n в Н 160 180 200 220 280 340 400 500

3. Изучение кинематической структуры металлорежущих станков

3.1. Группа токарных станков

Токарные станки предназначены для обработки наружных, внутренних, цилиндрических, конических, фасонных, торцовых поверхностей и нарезания резьбы. В мировом станкостроении в общем годовом выпуске станков доля станков токарной группы составляет около 40 %.

Основными параметрами токарного станка являются наибольший диаметр обрабатываемой заготовки над станиной и наибольшее расстояние между центрами (или наибольшая длина обрабатываемой заготовки). Выпускаются станки с наибольшим диаметром обрабатываемой заготовки до 6 м при длине заготовки до 24 м.

Н а рис. 3.1 показан токарный станки со ступенчатым шкивом и перебором, выпускавшийся во второй половине 19-го и начале 20-го века. На этих

Рис. 3.1. ТокарныЙ станок середины 19-го века

станках заготовке сообщалось до 6-ти значений чисел оборотов при помощи ступенчатого шкива 1 и перебора 2. Движение суппорту 3 передавалось от шпинделя через сменные зубчатые колеса (двухколесная гитара зубчатых колес) 4 и ходовой валик или винт 5.Привод станка осуществлялся от групповой трансмиссии цеха, приводной вал которой вращался от паровой машины, а позже от электродвигателя. В начале 20-го века станки со ступенчатыми шкивами оснащались отдельными электродвигателями, поворотными резцедержателями, коробками подач, ходовыми винтами и ходовыми валиками. Станины, тумбы и другие базовые детали начали изготавливать из чугунного литья.

После изобретения и успешного применения быстрорежущей стали, а затем и твердых сплавов токарные станки начали приобретать современный вид. Их начали оснащать массивными станинами, многоступенчатыми шестеренными коробками скоростей и подач, более мощными электродвигателями.

Выпускаются станки токарной группы общего и специального назначения. К станкам общего назначения относятся токарно-винторезные, токарно-револьверные и карусельные станки. К специализированным станкам относятся одношпиндельные и многошпиндельные автоматы и полуавтоматы, гидрокопировальные и многорезцовые полуавтоматы, а также высокоавтоматизированные многоинструментальные станки с ЧПУ.