2.2.10 Компоновки и конструктивные решения приводов главного движения

2.2.10.1  Приводы, обеспечивающие более 4 вариантов скоростей, обычно включают несколько последовательно расположенных групп на 2, 3, 4 скорости, составляющих коробку скоростей. Выходной вал привода главного движения – шпиндель – монтируется в корпусной детали, называемой шпиндельной бабкой (или головкой – в зависимости от типа станка).

Различают приводы встроенные в шпиндельную бабку и разделённые.

На рис. 2.10 в качестве примера показана коробка скоростей на 12 вариантов, встроенная в шпиндельную бабку. Уравнение кинематического баланса этого привода следующее:

.

Для размещения всех передач кроме ременной, связывающей электродвигатель с входным валом бабки, использована одна корпусная деталь, что позволяет проще обеспечить надлежащую координацию валов, упростить систему смазки, сконцентрировать органы управления приводом и т.д. В ряде случаев не применяют ременную передачу, а двигатель монтируют на бабке, что делает привод ещё более компактным, но опасность появления (или усиления) вибраций шпинделя возрастает.

На рис. 2.11,а,б показаны разделённые приводы на 12 и 18 вариантов, состоящие из двух узлов – коробки скоростей и шпиндельной бабки с перебором, механизмы которых связаны ременной передачей. Уравнения кинематического баланса этих приводов будут, соответственно:

а)

б) .

Кроме недостатков, связанных с наличием двух силовых узлов вместо одного, такие приводы имеют достоинства: узел, находящийся в рабочей зоне станка (шпиндельная бабка), является весьма компактным, колебания, возникающие в коробке скоростей, не передаются шпинделю и т.д.

2.2.10.2  В станках с ЧПУ, где требуется изменять скорости автоматически, могут применяться автоматические коробки скоростей (АКС).

В комплексе с регулируемым электродвигателем обычно применяются АКС на малое число вариантов (2-4). Уравнение кинематического баланса для привода бесступенчатого регулирования по рис. 2.12,а будет:

.

Для приводов со ступенчатым регулированием применяются АКС на большее число ступеней, иногда в сочетании с переборами. Электродвигатель – нерегулируемый. Для варианта такой АКС по рис. 2.12,б уравнение кинематического баланса будет:

Переключение передач в АКС может осуществляться электромагнитными муфтами (см. рис. 2.12), с помощью гидропривода (поз. 3 на рис. 16.16) и другими способами.

2.2.10.3  При разработке структуры и компоновки привода и оформлении шпиндельных узлов учитывают следующее:

- если привод составляется из групп с разными числами вариантов (2, 3, 4), ближе к начальному звену цепи располагают группы на большее число вариантов;

- если коробка скоростей должна иметь уменьшенные осевые габариты, то можно группы передач устанавливать одна против другой; для обеспечения этого между ними вводится одиночная передача (рис. 2.13,а); возможно также использование "связанных" шестерен (см. рис. 2.12,б – шестерня 4 и рис. 2.13,б);

- обычно шпиндель с предыдущим валом не связывают группой более чем на две скорости, а лучшее решение – установить одиночную замедляющую передачу;

- шпиндельное колесо обычно располагают у передней опоры шпинделя;

- при двух колесах на шпинделе ближе к передней опоре располагают большее из них.