29. Электромеханическкий привод подач

Служит для сообщения рабочим органам линейной, круговой или контурной подачи с требуемой скоростью

Основные требования привода подач

1. Тихоходность рабочих органов, а, значит, большая степень редукции.

2. Плавность перемещения и высокая их точность.

3. Малая величина перемещения и приблизительное равенство коэффициента трения покоя и движения в трущихся парах и незначительная зависимость их от скорости.

4. Малый износ трущихся элементов.

5. Минимальные величины зазора в преобразующих механизмах.

6. Высокий КПД, особенно преобразующих механизмов.

7. Технологичность сборки, изготовления, эксплуатации.

Элекромеханический привод подач в общем случае состоит из:

• Электродвигателя

• Постоянных передач

• Механизма изменения чисел подач

• Реверсивного предохранителя, блокировочного и преобразующего механизмов, а так же рабочего органа.

Регулирование величины подач в МРС осуществляется при постоянном моменте. Поэтому в основе выбора электродвигателя лежит не мощность, а момент сил сопротивления механизма подач.

В приводах подач универсальных станков используются в основном асинхронные двигатели. В технологическом задании на проектирование привода подач в этом случае задаются максимальная и минимальная величины рабочей подачи, а так же скорость ускоренных перемещений.

Из-за этого в приводе подач можно выделить два диапазона регулирования.

В станках с ЧПУ наиболее распространенным источником движения является высоко моментный двигатель постоянного тока; изменение частоты вращения этого двигателя при постоянном моменте осуществляется вниз от номинальной частоты вращения.

Возможна так же кратковременная работа двигателя при небольшой нагрузке в верхнем диапазоне частот вращения.

Этот диапазон используется для больших перемещений.

30. Преобразующие механизны привода подач

1. Винтовые (винт – гайка качения,

винт – гайка скольжения

гидростатическая передача винт – гайка)

2. Реечные (зубчатое колесо – рейка,

червяк – червячная рейка,

червяк – зубчатая рейка,

червяк – червячная рейка гидростатическая передача)

3. Кулачковые механизмы

4. рычажные механизмы (кривошипно – ползунные и кривошипно – кулисные)

Поступательное движение в приводах подач может осуществляться с помощью малых перемещений.

ПЕРЕДАЧА ВИНТ – ГАЙКА СКОЛЬЖЕНИЯ

Применяется в приводах рабочих подач и вспомогательных перемещений.

ДОСТОИНСТВА:

• Относительно высокая точность перемещений;

• Простота конструкции;

• Самоторможение, что позволяет его использовать для вертикальных перемещений.

НЕДОСТАТКИ:

• Высокое трение, низкий КПД (0,2….0,4)

• Существенное отличие коэффициента трения покоя и движения, зависимость коэффициента трения от скорости.

• Значительный крутящий момент на ходовом винте из-за низкого КПД.

• Трудность плавных медленных перемещений.

РАЗНОВИДНОСТИ КОНСТРУКЦИИ:

• С вращающимся винтом и перемещающейся поступательно или неподвижной гайкой

• С вращающейся гайкой и перемещающимся поступательно или неподвижным винтом.

Конструкция гаек зависит от назначения станка.

Пример: 1. В токарно-винторезных станках. Которые имеют ходовой винт и ходовой вал. Гайка выполняется разъемной и называется маточной.

2. В станках, которые имеют один ходовой винт, гайка часто выполняется самоустанавливаемой в осевом направлении.

Для повышения точности передачи в ней регулируется зазор, для чего гайка выполняется разъемной и одна часть смещается относительно другой с помощью клина, пружины. прокладки, винтов (стр.28).

5 классов точности винт – гайка:

0 – прецизионные станки

1 – резьбо-шлифовальные станки

2 – токарно – винторезные повышенной точности

3 – токарно – винторезные нормальной точности, фрезерные, резьбо – фрезерные

4 – вспомогательные перемещения.

В зависимости от класса точности выбирается материал винта и гайки.

Класс точности	Материал
	винта	гайки
0	У10А У12А	Оловянистые бронзы
1	ХВГ ХГ
2	Сталь 45 Сталь 50
3		Антифрикционный чугун
4

Резьба обычно выполняется трапециидальной с углом профиля 30^о, однако, при радиальном биении ходового винта такой профиль вызывает погрешность шага.

В точных станках угол профиля уменьшают до 10 – 20^о или выполняют прямоугольную резьбу.

Критерий расчета:

1. На износостойкость (определяется среднее давление, которое действует на рабочие поверхности витков и сравнивается с допустимыми значениями)

Q – тяговая сила (максимальная), которая обеспечивается приводом

t_хв – шаг ходового винта

d_ср – средний диаметр резьбы

h – рабочая высота профиля

l_г – длина гайки

[p_cp] = 3 МПа – бронзовая гайка

8 МПа – чугунная гайка

2. На прочность (осуществляется по приведенному напряжению).

3. На устойчивость

Рассчитывается критическая тяговая сила

J_min – минимальный момент инерции (по внешнему диаметру) на сжатие;

– коэффициент приведения

- приведённая длина

= 0,5 – когда у ходового винта жёстка защеплены оба конца

= 0,7 – 1 конец жёстка, а другой шарнирно

= 1 – оба конца шарнирно

К_уст – коэффициент устойчивости

4. На жесткость (определяется изменение шага ходового винта и сравнивается с допустимым значением).