3 Схемотехническое проектирование привода

3.1 Определение скоростных параметров электромеханического привода

В соответствии с установленными параметрами технической характеристики станка: предельными значениями частоты вращения шпинделя и предельными значениями подач, определяются диапазоны, характер и число ступеней их регулирования.

Регулирование частот вращения шпинделя и изменение величины подачи может осуществляться ступенчато, с определенным интервалом или бесступенчато.

Приводами со ступенчатым регулированием оснащают неавтоматизированные станки с ручным управлением, автоматизированные редко переналаживаемые станки с цикловым управлением.

Бесступенчато регулируемые приводы главного движения и подач используют в станках с ЧПУ.

Частоты вращения шпинделя образуют отрезок ряда геометрической прогрессии со знаменателем φ. Такому же закону подчиняется изменение величин подач . Значения знаменателя ряда, принятые в станкостроении, стандартизованы: для бесступенчато регулируемых приводов и приводов станков автоматов, когда требуется высокая точность настройки, значение φ близко к единице: φ = 1,06 или 1,12; для ступенчато регулируемых приводов токарных, токарно-карусельных, токарных автоматов и полуавтоматов, фрезерных и продольно- шлифовальных φ = 1,26; для токарно-револьверных сверлильных, расточных, зубообрабатывающих и внутришлифовальных станков применяют значения φ = 1,41 и 1,58; φ = 2 практически не применяется, исключение составляют настольно-сверлильные станки и плоскошлифовальные с карусельным столом.

Величину знаменателя ряда скоростей станка базовой модели определяют по приведенному в технической характеристике или на графике частот вращения ряду значений, или по пределам изменения и количеству ступеней частот по ниже приведенным зависимостям[4].

Если n_min= n₁, a n_max= n_z, то геометрический ряд будет иметь вид: n₁, n₂ = n₁ φ,…, n_{3 =} n₁φ² ,…, n_z = n₁φ^z-1 .

Диапазон регулирования частотой вращения привода главного движения определяется по формуле:

R_{n = .} (6)

Число ступеней частот вращения равно:

Z = 1. (7)

Знаменатель геометрического ряда частот вращения привода главного движения:

. (8)

По такому же правилу ведется построение ряда значений подач.

Если S_min= S₁, a S_max= S_z, то геометрический ряд подач будет иметь вид: S₁, S₂= S₁ φ, S₃ = S₁ φ²…S_z = S₁ φ^z-1.

Диапазон регулирования подач:

R _s = (9)

где Z - число подач,

Z = +1. (10)

Знаменатель геометрического ряда подач:

φ = . (11)

Обычно, в технической характеристике станка базовой модели приводятся предельные значения частот вращения шпинделя, величин подач и их число в таком случае по зависимостям формул (6) и (8) или (9) и (11) определяется знаменатель требуемого ряда. Если в технической характеристике не дано число частот вращения шпинделя или число подач, то знаменатель ряда принимается по известным из практики значениям φ в зависимости от типа и размера станка. Затем по зависимости (7) или (10) находят Z. В бесступенчато-регулируемых приводах принимают φ = 1,06 или 1,12.

В существующих станках в качестве тягового механизма подач используют или винтовую пару или зубчато-реечный механизм.

В случае использования в станке базовой модели винтовой пары определяют ряд частот вращения винта или гайки, принимая значение шага винта р по модернизируемому станку:

n₁ = S₁/р, n₂ = S₂/р, …, n_z =S_z/р . (12)

Если тяговый механизм: зубчатое колесо-рейка, то по кинематической схеме станка базовой модели устанавливают число зубьев реечного колеса Z и его модуль m , затем определяют ряд частот вращения реечного колеса по зависимостям:

n₁ = , n₂ = , …, n_z = . (13)