21. Особенности силового расчета приводов главного движения и подач

1. Выбор расчетной схемы. Для расчета валов, зубчатых колес, подшипников, муфт и других силовых элементов, необходимо в первую очередь определить действующие на них силы. Для привода главного движения внешними силами являются силы резания, действующие на режущий инструмент или заготовку, закрепленными в шпинделе и силы на роторе электродвигателя. При расчете станка, крутящий момент на валу (роторе) электродвигателя уравновешивается крутящим моментом от сил резания и моментами трения в кинематических парах, входящих в данный привод.

,

где - общее передаточное отношение от вала электродвигателя до шпинделя;

- момент сил трения в К-ой кинематической паре;

- передаточное отношение от К-ой кинематической пары до шпинделя.

,

где - КПД привода главного движения.

Привод подач преодолевает составляющую силы резания Р_Х и силы трения в направляющих. В быстроходных приводах необходимо учитывать силы инерции. Отсюда тяговая сила, обеспечиваемая ведомым звеном преобразующего механизма, должна быть равна:

,

где - нормальная реакция К-ой рабочей грани направляющих;

- коэффициент трения;

- масса и ускорение подвижных частей.

Выбор расчетной схемы в основном не отличается от курса Деталей машин. В случае недостаточной жесткости промежуточного вала и, особенно, шпинделя, что проверяется соответствующим расчетом, необходимо вводить дополнительную третью опору.

2. Регулирование с N = const и М_КР = const.

При обработке деталей различных размеров скорость резания и сила резания Р в первом приближении не связаны с размерами, например, с диаметром, обрабатываемой детали, так как эти характеристики определяются характеристиками процесса резания. Поэтому при изменении частоты вращения шпинделя должно соблюдаться условие , то есть .

Если , то максимальный крутящий момент получается при .

При незначительном значении крутящий момент на последних валах привода может быть очень большим, что приводит к существенному увеличению его веса и габаритов. Поэтому для универсальных станков принимают расчетную частоту вращения . Обычно в 1/3 или 1/4 нижней части диапазона регулирования, изменение частоты вращения шпинделя осуществляется при постоянном моменте, в остальном при постоянной мощности. В этом случае расчетная частота вращения шпинделя будет соответственно равна:

;

С учетом этого корректируется расчетная

Частота последовательности валов привода.

В приводах подач величина подачи и передаточные отношения КП, как правило, не связаны с размерами, 1, диаметром обрабатываемой детали при обработке деталей разных размеров. Поэтому регулирование здесь осуществляется при постоянном моменте, а так как максимальное усилие подачи создаётся при максимальной её величине, то расчётной цепью при силовом расчёте ПП является цепь, получаемая при максимальной рабочей подачи.

Токарный станок: от привода главного движения.

2 станок: главного движения.

Фрезерный станок: главного движения.