2. Описание конструкции системы управления и принцип работы проектируемого узла

Проектируемый привод подачи выбранного станка-прототипа содержит асинхронный двигатель, поликлиновую ременную передачу. Привод продольного перемещения суппорта состоит из двигателя, зубчатых колес и шариковой пары винт — гайка. Высокомоментный двигатель постоянного тока с широким регулированием частоты вращения обеспечивает диапазон рабочих подач суппорта до 2000 мм/мин и скорость быстрых перемещений его 6000 мм/мин.

3. Расчет и обоснование основных технических характеристик проектируемого узла

Находим знаменатель геометрического ряда при помощи предельного значения подач и шагов нарезания резьб:

где z – число скоростей вращения;

S_max/S_min – предельное значение подач и шагов нарезаемых резьб.

В результате подставления данных в формулу получаем значение знаменателяя геометрического ряда:

=1,41

Определяем минимальные частоты вращения шпинделя для каждого из поддиапазонов регулирования:

1.4 Описание кинематической схемы проектируемого узла

Приводы подач СБ 5582 в продольном и поперечных направлениях осуществляются соответсвтенно от двигателей постоянного тока М2 и М3 через одноступенчатые передачи и винт-гайки качения. На ходовых винтах 7,8 установлены измерительные фотоимпульсные датчики обратной связи.

Продольная подача каретки осуществляется от шагового электрогидравлического привода (шаговый электродвигатель – гидроусилитель) через передачу 50/50 и ходовой винт с P = 10 мм шариковой винтовой пары.

Поперечная подача суппорта с поворотной резцедержавкой осуществляется аналогично от шагового электрогидравлического привода через зубчатые колеса 40/40 и ходовой винт с P = 5 мм шариковой винтовой пары.

Рис. Кинематическая схема станка СБ5582 и передачи винт-гайка качения.

1.5 Расчет передач, устройств и механизмов привода станка

1.5.1 Предварительный расчет привода продольной подачи

Передача «винт—гайка качения» (ВГК) обладает свойствами, по­зволяющими применять ее как в приводах подач без отсчета перемеще­ний (универсальных станков, силовых столов агрегатных станков), так и в приводах подач и позиционирования станков с ЧПУ. Механизмы ВГК также используют в приводах подач столов, суппортов, траверс почти всех станков.

Для передачи характерны высокий КПД (0,8...0,9), небольшое раз­личие между силами трения движения и покоя, незначительное влияние частоты вращения винта на силу трения в механизме, полное отсут­ствие осевого зазора. Недостатками являются высокая стоимость, пониженное демпфирование, отсутствие самоторможения.

В соответствии с DIN 69 051, часть 1, шарико-винтовой привод опре­деляется как винтовой приводной механизм с шариками, работающими в режиме качения. Он предназначен для преобразования вращательного движения в поступательное или наоборот.

Критерии выбора шарико-винтовых приводов.

Для расчета шарико-винтового привода существенны следующие исходные данные:

-требования к точности (отклонения хода);

- нагрузка;

-ресурс;

-предельная скорость вращения;

- продольная устойчивость;

- жесткость / люфт;

-коэффициент скорости вращения.

Чтобы получить конструктивно и экономически оптимальное реше­ние, необходимо учитывать следующее:

- шаг является решающим фактором для допустимой нагрузки (определяется также максимальным диаметром шариков);

- при расчете необходимо принимать не крайние, а средние зна­чения величины нагрузки и скорости вращения.