3.Загальні питання електроприводу верстатів.
1. Вимоги до електроприводів основних і допоміжних рухів.
Вибір типу електроприводу для основних рухів визначається наступними факторами:
діапазон і плавність регулювання швидкості робочого механізму;
характер навантаження приводу;
частота включень приводу;
співвідношення періодів машинного та допоміжного часу роботи верстата;
енергетичні показники роботи приводу (ККД, соs);
надійність і високі експлуатаційні показники електроприводу.
Механічні характеристики двигунів головного приводу повинні бути
жорсткими.
Перепад кутової швидкості при зміні навантаження на валу двигуна від холостого ходу до номінального не повинен перевищувати 5 10 %, тобто:
Приводи подачі верстатів повинні забезпечувати необхідні швидкості подачі і мати жорстку механічну характеристику.
Типи приводів подачі:
від головного приводу через механічну передачу;
від окремого електродвигуна;
від гідроприводу.
Здійснення подачі від головного приводу дозволяє зберегти постійним співвідношення між швидкістю подачі і частотою обертання шпинделю, що є важливим при нарізанні різьби. Але при цьому неможливе плавна зміна швидкості подачі.
Типи електроприводів металорізальних верстатів.
Для головних електроприводів токарних, фрезерних, свердлильних і розто- чувальних верстатів, які мають не часті включення з невеликім діапазоном
Регулювання частоти обертання шпинделю при Р const, використовують:
1) 3 фазні асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором. Регулювання n
здійснюється за допомогою коробки швидкостей.
2) багатошвидкісні асинхронні двигуни з переключенням кількості пар полюсів, що дозволяє зменшити розміри коробки швидкостей.
На поздовжньо-стругальних, кругло та плоско-шліфувальних та інших верстатах, які працюють при великих значеннях діапазону регулювання D і з частими реверсами використовують привод з електродвигунами постійного струму з регулюванням кутової швидкості.
Приводи подачі важких верстатів часто виконують від окремих двигунів з підвищеним пусковим моментом.
Для виконання допоміжних рухів крім електричного приводу широке розповсюдження має гідравлічний та пневматичний приводи.
Конструктивне виконання електродвигунів вибирається з врахуванням спрощення конструкції верстата і підвищення технологічності експлуатації та ремонту.
Двигуни змінного струму вибирають з серій 4А, 4АВ, 4АП, АИР, АИС на синхронну частоту обертання 1000, 1500 та 3000 об/хв.
Двигуни постійного струму серій 2П, ПС, ПСТ, ПБСТ, які допускають короткочасне струмове навантаження до 8Іном.
Крокові електродвигуни використовують в приводах подачі верстатів з ЧПК та в роботизованих системах.
4. Регулювання швидкості приводів верстатів.
Регулювання швидкості приводів верстатів необхідно для утворення опти –
мальних умов обробки матеріалу та необхідної продуктивності.
Основним критерієм, який визначає швидкість обертання шпинделю є швидкість різання Vz.
де
Dобр
– діаметр деталі.
Регулювальні властивості механізмів верстатів.
1) діапазон регулювання:
-
для
верстатів
з обертовим ГР.
для
верстатів
зі зворотно-поступовим ГР.
2) плавність регулювання: = i+1 / i = n i+1 / ni , де i+1 і i - швидкості на
двох сусідніх ступенях регулювання.
3) економічність регулювання, - визначається витратами на створення систе -
ми та вартістю втрат електроенергії при регулюванні.
4) стабільність роботи приводу, яка характеризується перепадом швидкості
/ ном зі зміною навантаження (визначається жорсткістю механічної ха-
рактеристики електродвигуна).
Діапазони регулювання приводів металорізальних верстатів:
Тип верстатів Головний привід Привод подачі
Токарні (середні і крупні) 40 – 125 50 – 3000
Карусельні (важкі) 40 – 100 100 – 7000
Свердлильні 20 – 100 5 – 40
Фрезерні (універсальні) 20 – 40 100 – 600
Поздовжньо-стругальні 10 – 30 50 – 100
Способи регулювання швидкості електроприводу верстатів.
Регулювання швидкості електроприводу верстатів здійснюється механічним,
електромеханічним та електричним способами.
1. Механічне ступеневе регулювання швидкості електроприводів виконується ступнево шляхом переключення шестірень коробок швидкостей ГП або ПП, які змінюють передавальне відношення. Його здійснюють вручну або дистанційно за допомогою фрикційних електромагнітних муфт, гідравлічних механізмів або окремих електродвигунів.
Рис. 2.4. Механічне регулювання за допомогою електромагнітних муфт.