4 Описание основных систем станка

4.1 Обоснование выбора системы управления.

Автоматическое управление коробкой скоростей (АКС) имеет ряд преимуществ: повышается производительность труда за счет уменьшения вспомогательного времени при применении станка с АТК, создается возможность автоматизации всего цикла обработки, повышается роль инженерного труда.

Управление приводом главного движения проектируемого станка осуществляется с помощью командоаппарата.

Требуемая частота вращения шпинделя настраивается поворотом барабана углового положения; при этом кулачки барабана, установленные в определенных положениях, надавливают на штифты конечных выключателей. Конечные выключатели включают соответствующие электромагнитные муфты. Включение их происходит при замыкании магнитного потока через фрикционные диски и якоря муфты. При этом якорь притягивается к электромагниту и прижимает диски муфты, тем самым передавая вращение с предыдущего вала на последующий через соответствующую зубчатую передачу.

При определенной комбинации включения электромагнитных муфт шпиндель получает заданную частоту вращения.

Система управления выполняет ряд функций, а именно:

• обеспечивает требуемое направление вращения шпинделя;

• обеспечивает необходимую скорость вращения шпинделя;

• блокирует одновременное включение электромагнитных муфт на одном валу;

• предотвращает отключение вращения шпинделя при различных перегрузках.

4.2 Разработка электрической схемы системы управления.

Электрическая схема системы управления представлена на рис. 4.1. Для включения прямого вращения шпинделя станка служит кнопка Кн 2-“В”, а для ревеса шпинделя – кнопка Кн 3-“Н”. Кнопки расположены на панели управления.

При нажатии одной из кнопок, например, Кн 2-“В” включается цепь питания реле и контактора 1К. При этом контактор 1К своими нормально открытыми контактами 1К1, 1К2, 1К3, включат в цепь питания электродвигателя М1 привода главного движения – вал электродвигателя начинает вращаться в одну сторону.

Рисунок 4.1

Чтобы изменить направления вращения шпинделя, нажимают кнопку Кн 3- “Н”. При этом включается цепь питания реле и контактора 2К, включающего своими нормально открытыми контактами 2К1, 2К2, 2К3 цепь питания электродвигателя М1, но вращение его ротора в противоположном направлении.

На рис. 4.2 показан командоаппарат с установленными на барабане 1кулачками 2, воздействующими на систему конечных выключений ВК1-ВК5, каждый из которых воздействует через электросхему управления на свою электромагнитную муфту ЭМ1-ЭМ5.

Рисунок 4.2

Рисунок 4.3

Заданная частота вращения шпинделя обеспечивается комбинацией включения электромагнитных муфт ЭМ1-ЭМ5 при соответствующей установке зубчатых колес:

Включение соответствующих электромагнитных муфт ЭМ1-ЭМ5 производится с помощью соответствующих реле Р1, Р2, Р3, Р4, Р5, управление которыми осуществляется конечными выключателями ВК1-ВК5, на которые воздействуют кулачки 1, установленные на барабане 2 командоаппарата (см. рис. 4.2). Положение кулачков определяется принятым порядком скоростей. Это положение кулачков показано на развертке барабана (рис. 4.3). Для каждой ступени скоростей порядок включения определяется графиком частоты вращения шпинделя, который приведен на рис. 2.3.

В электросхеме предусмотрены блокировки, исключающие случайные включения цепей управления коробкой скоростей, не соответствующих реле и контакторов.

Для отключения всех схемы управления служит кнопка Кн1-“С” (“Стоп”) (Cм. Рис. 4.1).

Питание схемы управления осуществляется от силовой цепи через соответствующие предохранители Пр и понижающий трансформатор Тр.

4.3 Выбор типа и размеров электромагнитных муфт.

В электромагнитных фрикционных муфтах крутящий момент передается силами трения, возникающими на поверхностях фрикционных дисков при сжатии электромагнитом.

Выбор электромагнитных муфт производим на величине номинального момента Мн, передаваемого муфтой.

В соответствии с ГОСТ 21573-76 выбираем электромагнитные муфты с контактным токопроводом:

для передачи Z7/Z8 – электромагнитная муфта ЭТМ-072;

для передач Z3/Z4, Z5/Z6, Z9/Z10, Z11/Z12 – ЭТМ-092.

Эти муфты можно использовать при разгоне и торможении, реверсировании, переключении ступеней передач, для кратковременного импульсного регулирования частоты вращения.

4.4 Система смазки.

Смазка зубчатых колес и подшипников коробки скоростей осуществляется от плунжерного полосы, установленного внутри станины и приводимого в действие эксцентриком, расположенным на валу коробки скоростей. Масло к насосу подводится от фильтра через вертикальную расположенную трубку.

Масло «Индустриальное 30» заливается в масляный резервуар станины до середины маслоуказателя. По мере надобности уровень масла должен пополнятся. В условиях двух степеней работы следует менять масло не реже двух раз в год.

Из нагнетательной полости насоса масло через стальную трубку подается в цилиндрический маслодержатель, от которого поступает в отдельные точки смазки.

При изминении смазки на высоких оборотах подшипники нагреваются, поэтому достаточно того, что на передний подшипник будет непрерывно поступать 0,5 г масла в минуту.

4.5 Система охлаждения зоны резания и отвода стружки.

Охлаждая – смазывающая жидкость подается под давлением с направлением струи в зону резания. Система, используемая в станке для подачи СОЖ , включают следующие элементы: − насос для подачи жидкости под давлением мощностью N = 0,12 кВт, центробежного типа; − трубопроводы и арматура для подачи жидкости в зону резания, наконечник формирует и регулирует струю СОЖ; − фильтр( его применяют для очистки жидкости от стружки и грязи, представляет собой сетку с маленькими отверстиями); − резервуар для охлаждающей жидкости ;

− отстойник для частичной очистки жидкости (устанавливается в задней опоре, где находится и насос). При массовом производстве отвод стружки от станка в механических цехах: − автоматизирован ный (когда стружка удаляется от станка конвейерами, расположенными под полом); − механизированный(с использованием ручного труда и мероприятий механизации с транспортировкой стружки в конвейерах, ящиках и тележках).

Бывают и промежуточные варианты, когда например имеются только магистральные конвейеры для стружки, а от станков она удаляется вручную и другими способами. Разработанный в данном курсовом проекте токарный станок используется в единичном и мелкосерийном производстве, стружка из станка удаляется скребком с поддона, а затем удаляется из цеха.

5 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ НА СТАНКЕ

Основными требованиями, предъявляемыми к технике безопасности при работе на станке, является соблюдение всех правил , которые отвечают безопасности труда рабочего . К работе на станке и его обслуживанию допускаются лишь лица , изучившие конструктивные и технологические особенности фрезерного станка . При переналадке станка для изготовления нового изделия необходимо обратить внимание на положение кулачков ограничения хода .

Для безопасности работы на станке введены следующие мероприятия :

- для защиты от стружки и СОЖ применяются подвижные ограждения , которые имеют блокировку ;

- органы управления зажимными механизмами имеют блокировку исключающую подачу команд на ввод их в действие при включенном приводе главного движения;

- в станке предусмотрена сигнализация о неисправности системы смазки автоматической коробки скорости.

Безопасные условия труда на рабочем месте обеспечиваются оснащением станка средствами безопасности при подготовке его к работе.

6 ЭЛЕМЕНТЫ ИСПЫТАНИЙ И ПРИЕМКИ СТАНКА

Приемочные испытания производят для определения эксплуатационной характеристики станка, а также правильности работы узлов станка. В них входят:

проверка качества его изготовления;

проверка электро-, гидро- и пневмооборудования станка, его системы смазки и охлаждения;

проверка соответствия паспортных данных станка фактическим;

испытание станка на холостом ходу;

испытание станка при работе под нагрузкой;

испытание станка на точность и возможный класс шероховатости обработанных поверхностей деталей и др.

Испытание станков на холостом ходу производится последовательным включением всех его рабочих скоростей отнаименьшей до наибольшей, причем на наибольшей скорости до наступления установленной температуры в подшипниках, но не менее получаса. Температура подшипников шпинделя не должна подниматься выше 70° С для подшипников скольжения и 85 С — для подшипников качения. В других механизмах (коробки подач и др.) температура подшипников при аналогичных испытаниях не должна превышать 50 С. Механизм подач испытывается на холостом ходу при наименьших, средних и наибольших рабочих подачах, а также при быстрых (ускоренных) подачах.

Испытание станков при работе под нагрузкой следует проводить в условиях, близких к эксплуатационным. При испытании под нагрузкой универсальных станков производится черновое и чистовое фрезерование. Испытания станков под нагрузкой в соответствии с действующей методикой производятся при тяжелых силовых режимах с использованием до 80% мощности главного привода, а также в условиях скоростного фрезерования при полном использовании мощности.

При испытаниях станков под нагрузкой, как и при испытаниях на холостом ходу, все его механизмы должны работать исправно; не допускаются вибрации, неравномерная скорость движений, буксование или перегрев фрикционных муфт, стук в коробке скоростей, перебои в работе системы смазки, охлаждения электроаппаратуры и др. Подлежат проверке на самовыключение фрикционные муфты при максимальных нагрузках и перегрузках до 25% сверх номинальной мощности, а также устройства, предохраняющие станок от опасных перегрузок.

Испытания на точность. По точности металлорежущие станки делятся на пять классов (ГОСТ 8—71), обозначаемых в порядке возрастания точности: Н, П, В, А и С.

Контрольная оправка

Проверке на нормы точности должен подвергаться на предприятии-изготовителе каждый изготовленный станок.

Перед проверкой на нормы точности станок должен быть выверен по уровню относительно горизонтальной или другой заданной плоскости.

К каждому изготовленному заводом-изготовителем станку прилагается акт технической приемки, в котором указаны методы проверки станка на точность. Предельные значения допустимых отклонений при проверке на геометрическую точность станков определяются по ГОСТ 13—54.

Консольно-фрезерные станки подвергаю г следующим проверкам:

— радиальное биение наружной центрирующей шейки шпинделя;

— осевое биение шпинделя;

— радиальное биение оси конического отверстия шпинделя;

— параллельность рабочей поверхности стола продольным направляющим;

— параллельность рабочей поверхности стола направляющим консоли;

— перпендикулярность оси шпинделя к поверхности стола (для вертикальных станков) и др..

Для определения точности станков применяют универсальные и специальные контрольно-измерительные инструменты и приборы. При проверке направляющих плоскостей по краске применяют чугунные и стальные поверочные линейки 1-го класса точности размером от 40x500 до 110: 4000 мм.

Для проверки прямолинейности направляющих большой длины на просвет пользуются простыми контрольными стальными шаброванными линейками длиной от 300 до 500 мм, а для небольших плоскостей — лекальными стальными линейками с двусторонним скосом, трех- или четырехгранными нулевого или первого класса длиной от 75 до 400 мм. Для определения зазоров между проверяемой плоскостью и контрольной линейкой применяют щупы и плоскопараллельные концевые меры (плитки).

При многих проверках используют контрольные оправки, изготовленные с высокой точностью (отклонение от цилиндричности не свыше 3 мк). Один конец оправки представляет собой конус, точно соответствующий коническому отверстию шпинделя, а другой-цилиндрическую поверхность диаметром от 16 до 65 мм и длиной от 100 до 300 мм.

Большую часть измерений при испытаниях станков на точность производят с помощью индикаторов нулевого класса точности. Для крепления индикаторов при различных проверках используют стойки. Очень удобны стойки с магнитной пяткой, позволяющие устанавливать индикатор почти в любом положении на станке. Уровни служат для проверки точности установки станка в горизонтальной и вертикальной плоскостях, проверки перпендикулярности и параллельности плоскостей, направляющих, отсутствия перекосов при перемещениях. Чаще всего пользуются горизонтальным и рамным уровнями. Рамный уровень особенно удобен для проверки перпендикулярности плоскостей.

Помимо перечисленных выше видов испытаний в ряде случаев проводят также испытание станков на мощность, жесткость, вибро-устойчивость, производительность, шум и др.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте был спроектирован, согласно заданию, горизонтально-фрезерный станок. А именно, была разработана структурная схема станка, кинематическая схема привода главного движения, кинематическая схема привода подач и расчет коробки скоростей, который включает в себя: - определение основных кинематических параметров; - определение передаточных отношений кинематических передач привода; - определение количества зубцов зубчатых колес; - определение основных нагрузок, действующих в приводе; - проектный расчет валов; - расчет геометрических параметров зубчатых передач; - проверочный расчет зубчатых передач; - уточняющий расчет шпинделя и вала; - расчет шпоночных соединений.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ

1 Детали машин: Аталас конструкций: Уч. пособие для машиностроительных вузов. Под ред. Решетова Д.Н. — 4-е изд., перераб. и доп.— М.: Машиностроение.

2 Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Уч. пособие для машиностроительных спец. вузав. 4-е изд., перераб и доп. — М: Высшая школа.

3 Иванов М.Н. Детали машин: Учеб. Для студентов высш. техн. учеб. заведений. — 5-е изд., перераб. М.: Высшая школа.

4 Киркач Н.Ф., Баласанян Р.А. Расчёт и проектирование деталей машин: Учеб. пособие для техн. вузов, 3-е изд. перераб. и доп. — Х: Основа.

5 Металлорежущие станки. Под ред. Ачеркана Н.С. 2-е изд. — М.: Машиностроение, 1965.

6 Примерный расчёт фрезерного станка. Руководство к курсовому проектированию для студентов ХПИ им. В.И. Ленина. Королев Ф.К., ТимофеевЮ.В. — Х.

7 Проников А.С. Расчёт и конструирование металлорежущих станков. 2-е изд. — М.: Высшая школа,.

8 Расчёт и проектирование деталей машин: Учеб. пособие для вузов. Под ред. Столбина Г.Б., Жукова К.П. — М.: Высшая школа.

9 Сопротивление материалов. Под ред. Акад АН УССР Писаренко Г.С. К.: Высшая школа.

10 Чернин И.М., Кузьмин А.В., Ицкович Г.М. Расчёты деталей машин. — 2-е изд., перераб. и доп. Мн.: Высшая школа, 1978.

ПРИЛОЖЕНИЕ