![](/user_photo/_userpic.png)
книги / Металлорежущие станки
..pdf![](/html/65386/197/html_gDqXVRSppv.C4RY/htmlconvd-xFxFFY61x1.jpg)
вращения колеса 2 изменяются в зависимости от того, с каким сектором связано ведущее колесо.
Гидравлические реверсы применяют в станках с возврат- но-поступательным движением исполнительных органов. Реверсирование осуществляется изменением направления потока масла в рабочий цилиндр с помощью гидрораспределителей (реверсивных кранов), например, у шлифовальных станков в приводах продольной подачи стола.
При электрическом реверсе изменяется направление вращения электродвигателя.
Предохранительные устройства станков
В процессе эксплуатации металлорежущих станков возможны кратковременные нарушения нормального режима работы. Защита механизмов станков от перегрузки сводится к ограничению величины действующих нагрузок (сил, крутящих моментов, давления) и осуществляется предохранительными устройствами. Общий принцип работы механических устройств основан на уравновешивании действующих нагрузок и определяется точностью или упругостью звеньев чувствительного элемента.
Механизм типа «трещотка» показан на рис. 35.
Рис. 35. Механизм типа «трещотка»:
1 – конусные штифты; 2 – пружина; 3 – вал; 4 – втулка
61
![](/html/65386/197/html_gDqXVRSppv.C4RY/htmlconvd-xFxFFY62x1.jpg)
Вал 3 имеет отверстие, в которое вставлены штифты 1. При помощи штифтов вал сцепляется с зубьями втулки 4, передавая крутящий момент. Усилие сцепления регулируется пружиной 2.
Большое распространение получили устройства со срезным штифтом, разрывающие кинематическую цепь при перегрузке, кулачковые, шариковые и фрикционные предохранительные муфты, в которых происходит проскальзывание рабочих элементов при нарушении нормального режима работы.
Рис. 36. Муфта со срезным штифтом
Срезные штифты (рис. 36) применяют в случаях, когда перегрузки редки, а запас прочности механизмов велик. Работа кулачковых и шариковых муфт основана на передаче движения при помощи скошенных торцовых кулачков или шариков. Возникающие осевые силы уравновешиваются одной центральной или группой цилиндрических пружин. На рис. 37 показаны кулачковая и шариковая муфты в основном исполнении.
62
![](/html/65386/197/html_gDqXVRSppv.C4RY/htmlconvd-xFxFFY63x1.jpg)
Рис. 37. Предохранительные муфты
Устройства смонтированы на втулке 1. Полумуфта 5 установлена на шлицах, колесо 6 – свободно. Осевые силы уравновешивает группа пружин 4, натяжение которых регулируют при помощи гайки 2 и диска 3. В кулачковом варианте полумуфта 5 и колесо 6 имеют торцовые кулачки. При перегрузке полумуфта 5 перемещается влево, сжимая пружины. Выступы кулачков выходят из впадин. В шариковом варианте роль кулачков играют шарики 7, находящиеся в контакте с конусными отверстиями на торце колеса. При перегрузке шарики проскальзывают, перемещаясь вдоль осей отверстий в полумуфте 5.
Условие равновесия подвижного элемента в момент выключения муфты выражается равенством
|
D |
|
, |
PПР = P tg (α − ϕ) − |
d |
f |
|
|
|
|
63
![](/html/65386/197/html_gDqXVRSppv.C4RY/htmlconvd-xFxFFY64x1.jpg)
где PПР – суммарная сила отдачи всех пружин, Н; P – окружная
сила на кулачках, Н; α – угол наклона рабочей поверхности кулачков или касательной в точке контакта шариков к оси, α = 45°; φ – угол трения, φ = 5…6°; D – наружный диаметр кулачков или диаметр окружности точек контакта шариков, мм; d – средний диаметр контакта подвижной полумуфты в шлицевом соединении, мм; f – приведенный коэффициент трения в шлицевом соединении, f = 0,15…0,17. Для шариковых муфт d = D.
При контактешарика сконусными отверстиями или пазами
α = arcsin dш − h , dш
где dш – диаметр шариков, мм; h – высота, на которую шарики выступают из гнезда, мм, h = (0,2…0,4) dш .
На рис. 38 показаны конструкции фрикционных предохранительных муфт. Основными элементами у них являются фрикционные поверхности в виде конусов или дисков. Конусная муфта соединяет валы 4 и 6. Постоянное прижатие конусов осуществляется пружиной 3, регулируемой гайками 5. При перегрузке конусы 1 и 2 пробуксовывают.
Многодисковая предохранительная муфта монтируется на втулке 2, установленной на шлицевом валу 1.
Корпусом для наружных дисков 4 служит колесо 5. Внутренние диски 3 посажены на шлицах втулки 2. Пакет дисков с помощью пружины 10 зажимается между колесом 5 и нажимным диском 6. Усилие сжатия пружин регулируется с помощью гайки 7, диска 8 и группы шариков 9. Предельный крутящий момент, передаваемый конусной муфтой, Н · м:
M К = Pпр B a , 2sin α
64
![](/html/65386/197/html_gDqXVRSppv.C4RY/htmlconvd-xFxFFY65x1.jpg)
Рис. 38. Предохранительные фрикционные муфты: а – конусная; б – дисковая
передаваемый дисковой муфтой, Н·м:
M К =0,5Pпр D f z ,
где Pпр – осевая сила, создаваемая пружинами, Н; D – средний
диаметр окружности контакта фрикционных поверхностей, мм; f – коэффициент трения на фрикционных поверхностях; α – половина угла при вершине конуса, град; z – количество дисков.
В качестве предохранительного иногда применяют механизм падающего червяка (рис. 39).
65
![](/html/65386/197/html_gDqXVRSppv.C4RY/htmlconvd-xFxFFY66x1.jpg)
Рис. 39. Механизм падающего червяка
При перегрузках червячное колесо останавливается, а червяк ввинчивается в него как в гайку, сжимая пружину. При этом рычажный механизм поворачивается, лишая вал правой опоры. Благодаря шарниру червяк расцепляется с колесом.
Блокировочные устройства
Блокировочные устройства предотвращают ошибочное включение в работу каких-либо механизмов, если оно представляет угрозу для работоспособности станка, например одновременное включение движения суппорта токарно-винторезного станка по двум цепям: от ходового винта и от ходового вала. Чтобы исключить неправильные включения, в механизмы станков вводят блокировочные устройства, которые не допускают включения одного из механизмов, если другой уже включен.
66
![](/html/65386/197/html_gDqXVRSppv.C4RY/htmlconvd-xFxFFY67x1.jpg)
Рис. 40. Схемы блокировки параллельных валов
Рассмотрим некоторые механические устройства. На рис. 40 показана блокировка двух параллельных валов, расположенных на близком расстоянии. На валах 1 и 4 закреплены диски с вырезами, очерченными по дуге окружности. Положение рукояток 2 и 5 с дисками 3 и 4, показанное на рис. 40, а, – нейтральное. Из этого положения можно повернуть любую рукоятку. Если повернуть вниз рукоятку 2, включая какое-либо движение в станке, то диск 3, войдя в вырез диска 4 (рис. 40, б), заблокирует рукоятку 5. Ее нельзя повернуть до возвращения рукоятки 2 в нейтральное положение.
Аналогично этому осуществлена блокировка рукояток, показанная на рис. 40, в. При повороте одного из дисков стержень 7 входит в углубление другого, блокируя его рукоятку.
Блокировка, примененная на выходном валу коробки подач токарно-винторезного станка, не позволяет одновременно включить ходовой винт и ходовой вал (рис. 41).
67
![](/html/65386/197/html_gDqXVRSppv.C4RY/htmlconvd-xFxFFY68x1.jpg)
Рис. 41. Блокировка двух валов
При выключенной кулачковой муфте работает ходовой вал, при включенной – ходовой винт. Фактически здесь даже нет специального механизма.
Механизмы обгона
Механизмы обгона применяют в случаях, когда требуется сообщить валу, имеющему рабочее вращение, быстрое вращение (холостой ход). Для этих целей применяют муфты обгона или храповые механизмы.
Рис. 42. Муфта обгона:
1 – втулка; 2 – диск; 3 – ролик; 4 – вал
68
Схема роликовой муфты обгона показана на рис. 42. На валу 4 закреплен диск 2, имеющий вырезы, в которых размещены ролики 3, поджимаемые пружинами. Если сообщить колесу 1 вращение по стрелке, то ролики 3, заклиниваясь между поверхностями диска 2 и колеса 1, будут вращать диск 2 и вал 1. Если сообщить валу более быстрое вращение в том же направлении от другой кинематической цепи, то диск 2 будет обгонять колесо 1, не произойдет заклинивание роликов и будет осуществляться холостой ход. После отключения быстрого вращения вала восстанавливается рабочий ход.
Механизмы управления
Позволяют выбирать нужные скорости и подачи, включать, реверсировать и выключать движения. Они должны удовлетворять следующим требованиям:
–кратковременностьдействия, малыеусилияпереключения;
–необходимость совпадения направления включения с направлением движения исполнительного органа;
–удобство управления;
–механизмы должны быть безопасными как для работника, так и для станка.
Для выполнения этих требований необходимы удобная конструкция органов управления, их рациональное расположение на станке. Коробки скоростей и подач управляются механизмами, элементы которых показаны на рис. 43. Эти механизмы являются частями систем управления: однорукояточной, селективной и преселективной. Отдельные механизмы для переключения передвижных элементов коробок скоростей и подач также показаны на рис. 43.
69
![](/html/65386/197/html_gDqXVRSppv.C4RY/htmlconvd-xFxFFY70x1.jpg)
Рис. 43. Механизмы переключения передвижных элементов: а – рычаг с сухарем; б – подвижная вилка; в – вилка с захватом за колесо; г – рычаг с приводом от плоского кулачка
В однорукояточной системе используются кулачки барабанного (рис. 44) или торцового типа, имеющие ручьи для каждого рычага или вилки. Недостаток системы в том, что при выборе нужной ступени необходимо выполнять все промежуточные переключения.
Рис. 44. Однорукояточная система управления коробкой скоростей (подач): 1 – кулачок барабанного (или торцового) типа;
2 – вилки переключения блоков; 3 – рукоятка
70