4. Приводы главного движения со ступенчатым регулированием

4.1. Ряды частот вращения шпинделя

Главными приводами со ступенчатым регулированием частоты враще­ния шпинделя оснащают автоматизированные редко переналаживаемые стан­ки, работающие в массовом производстве, и неавтоматизированные станки с ручным управлением. Такие приводы просты, компактны, имеют высокий КПД, долговечны. Однако они не пригодны для станков с ЧПУ, так как не всегда обеспечивают требуемую частоту вращения шпинделя (регулирование частоты ступенчатое) и не позволяют оптимальное регулирование скорости резания в процессе выполнения цикла обработки.

Частоты вращения шпинделя образуют

отрезок геометрического ряда со знаменателем Число ступеней частот — z. Основные зависимости геометрического ряда: члены ряда

диапазон регулирования привода

число ступеней частоты вращения шпинделя

знаменатель геометрического ряда

(4.1)

Из основных зависимостей следует, что геометрический ряд частот вращения шпинделя может быть построен, когда исходными данными являются: ого ряда

Стандартные знаменатели геометрического ряда имеет вспомогательное значение, при проектировании станков применяется редко; 1,12 - применяют при проектировании автоматов и тяжелых станков, ког­да важна точная настройка на заданный режим резания; и применяют при проектировании универсальных токарных, сверлильных, фрезерных и других станков; применяют при проектировании станков, обработка на которых не требует точной настройки на режим резания из-за большого вспомогательного времени; имеет вспомогательное значение.

Рекомендуемые диапазон регулирования главного привода станков разных групп и числа ступеней частот вращения шпинделя приведены в табл. 4.1. Ряды частот вращения стандартизованы.

.

4.2. Типы передач

Механическая часть электромеханического главного привода со ступенча­тым регулированием частоты вращения шпинделя состоит из постоянных и групповых передач (групп передач). Постоянные передачи (зубчатые, ремен­ные) служат для редуцирования частоты вращения и формирования пространственной компоновки станка. Групповые передачи (рис. 4.1) обеспечи­вают требуемый ряд частот вращения шпинделя.

Передача с передвижными колесами (рис. 4.1, а) позволяет передавать большие крутящие моменты, имеет высокий КПД, так как в работе участвует только одна пара зубчатых колес. В ней нельзя использовать косозубые коле­са, нельзя переключать ее на ходу.

Передачу с электромагнитными муфтами (рис. 4.1, б) можно переключать на ходу, что позволяет автоматизировать управление приводом. Передача мо­жет состоять из косозубых колес.

Передача со сменными колесами (рис. 4.1, в) отличается компактностью. Применяется в станках, которые переналаживаются редко.

Передачи с плоским ремнем и сменными (рис. 4.1, г) или ступенчатыми шкивами (рис. 4.1, д) работают плавно, однако имеют большие габариты.

4.3. Приводы с последовательно соединенными групповыми передачами

Многогрупповая структура включает последовательно соединенных групповых передач с соответствующими числами передач Общее число ступеней скорости шпинделя

В привод входит основная группа, с помощью которой получают ряд частот вращения со знаменателем На структурной сетке привода она изображается лучами, расходящимися на один интервал, т.е. характеристика основной груп­пы равна единице.

Первая переборная группа имеет характеристику, равную числу передач основной группы. Характеристика второй переборной группы равна произве­дению чисел передач основной и первой переборной групп. Аналогично опреде­ляются характеристики других групп.

Последовательность расположения передач (основной и переборных) тео­ретически может быть любой, она определяет конструкцию привода. Пусть для определенности основной является группа а ; первой переборной, следую­щей за основной, служит b второй переборной, расположенной за первой, - с и т.д. Тогда характеристики групп

и структурная формула привода

Выполняя кинематический расчет, привод изображают в виде структурной сетки. Число горизонтальных линий в ней на единицу больше числа групп пе­редач в приводе, число вертикальных равно числу ступеней передач.

В поле между соседними горизонтальными линиями с помощью лучей изображают соответствующую передачу. Привод с последовательно включен­ными групповыми передачами изображается в виде веерообразной сетки.

Пример 1. Построим структурную сетку привода с последовательно соединенными передачами и числом скоростей . При этом Пусть первая по порядку группа основная, следующая —первая переборная, затем вторая переборная и тд. Характеристики групповых передач: Структурная формула привода:

Структурная сетка привода изображена на рис. 4.2, а.