2.3.6 Электрическое бесступенчатое регулирование скорости главных приводов.

Такой способ регулирования применяется в станках, скорость главного привода которых регулируемся в диапазоне D ≤ (8 ÷ 12):1 и до 40 : 1 при сохранении M_с ≈ const в значительной части диапазона. В этом случае коробка скоростей с переключающими блоками заменяется редуктором, который имеет более простую кинематическую схему.

В практике станкостроения для регулируемых приводов до настоящего времени широкое применение имеют приводы постоянного тока по системе Г- Д с ЭМУ в качестве возбудителя, обеспечивающие плавное регулирование скорости и достаточно хорошие динамические характеристики. Для сохранения стабильности скорости при изменении нагрузки применяют различные системы автоматического регулирования, в которых используются магнитные и полупроводниковые усилители. В последние годы для таких приводов вместо электромашинных преобразователей, имеющих значительные габариты, невысокий КПД и большие эксплуатационные расходы, все большее применение получают статические преобразователи на управляемых полупроводниковых вентилях - тиристорах, обладающие следующими преимуществами: меньшей стоимостью силовых элементов; более высоким КПД; не требуется применение фундамента; эксплуатация вентильного преобразователя проще, а надежность выше в сравнении с электромашинным преобразователем.

2.3.7 Регулирование скорости приводов подач.

В приводах подач характерные особенности которых были отмечены выше, используется механическое и электромеханическое ступенчатое регулирование скорости, а также электрическое бесступенчатое регулирование. Мощность, необходимая для осуществления подачи, значительно меньше мощности главного привода, так как

V_под<<V_{гл.движ.}

В станках небольших и средних размеров (токарно - винторезных, сверлильных, зубофрезерных и др.) подача производится от главного привода через отдельную коробку передач, что позволяет сохранить постоянным установленное соотношение V_под/n_шп но в этом случае нельзя изменять скорость V_под в процессе резания и усложняется кинематическая схема станка. Коробка подач может быть упрощена при ступенчатом электромеханическом регулировании скорости, которое может быть осуществлено, например, при помощи многоскоростных асинхронных двигателей.

При таком способе регулирования двигатель выбирается такой мощности, чтобы он мог обеспечить наибольший приведенный к валу двигателя момент нагрузки М_{п max} и наибольшую угловую скорость ω_max, пропорциональную v_{под max}, т. е. его номинальная мощность Р_ном ≥ М_п,max ω_max 10 ^-3, и он будет полностью использоваться по мощности только при работе привода с максимальной скоростью. Выбранный двигатель необходимо проверить по пусковому моменту из условия возможности трогания с места, когда μ₀ > μ_движ

2.3.8 Режимы работы двигателей станков.

Необходимая для работы станка мощность, а следовательно, и мощность, развиваемая приводным двигателем, в общем случае изменяются в процессе обработки детали. При изготовлении однотипных деталей с окончанием обработки одной из них станок останавливается, производится измерение и смена заготовки, причем на это время (t₀) двигатель обычно отключается или отключается посредством фрикционной муфты шпиндель, а двигатель продолжает работу на холостом ходу. Затем начинается обработка новой детали в течение времени (t_р) и т. д. Для обеспечения нормальной работы станка при подобной переменной нагрузке двигатель должен удовлетворять двум условиям: развивать наибольшую мощность, требуемую в процессе обработки, и не перегре­ваться свыше нормы при работе с переменной нагрузкой.

В продолжительном режиме с постоянной нагрузкой (S1) pa6отaют главные приводы крупных токарных, карусельных, шлифовальных, зубофрезерных и других станков. Номинальная мощность двигателя в этом случае должна быть выбрана равной или немного большей номинальной мощности станка, определяемой по наибольшей мощности резания.

Перемежающийся ре ж и м работы с частыми реверсами (S7) характерен, например, для главного привода продольно-строгальных станков. Мощность двигателя здесь выбирается по нагрузочной диаграмме методом средних потерь или эквивалентных величин.

В повторно - кратковременном режиме (S3 или S4) работают электроприводы многих металлорежущих станков (например, сверлильных, заточных, автоматов и др.). Мощность двигателя в этом случае определяется также методом средних В кратковременном режиме (S2) работают вспомогательные приводы станков (например, приводы быстрых перемещений суппортов и поперечин, приводы зажимных устройств и др.). Время работы вспомогательных приводов обычно незначительно и составляет 5 - 15 с для небольших станков и 1 - 1,5 мин для крупных станков. Номинальная мощность двигателя вспомогательных приводов определяется условиями перегрузки. Машиностроительные предприятия имеют большой парк металлорежущих станков с асинхронными двигателями. Недогрузка этих двигателей приводит к увеличению непроизводительного расхода электроэнергии из-за снижения КПД двигателей и к уменьшению общего cosφ предприятия, так как в его электрической нагрузке возрастает доля реактивной мощности. В результате ухудшается использование мощности питающих предприятие трансформаторов и линий электропередачи, увеличиваются потери энергии в системе электроснабжения. Поэтому приходится устанавливать компенсирующие устройства, повышающие коэффициент мощности до нормы. С этой же целью следует стремиться к более полной загрузке двигателей и к сокращению или исключению холостого хода.