00p / Гаврилин А.М. Расчет и проектирование металлорежущих станков

5 Особенности проектирования механизмов переключения скоростей и подач металлорежущих станков

75 118 190

('-V

/

I

—г—

Рис. 5.9. Механизм переключения

ссовмещенными осями поворота рукояток:

а- совмещенные рукоятки;

б- таблица чисел оборотов

150

5.3 Однорычажные (однорукояточные) механизмы переключения

На рис. 5.8 представлено несколько вариантов кинематики короб­ ки скоростей, имеющей четыре передаточных отношения, и даны ре­ комендации по определению габаритных размеров коробки скоро­ стей: варианты а, б, в предусматривают последовательное переклю­ чение скоростей, вариант г - параллельное с блокировкой одновре­ менного включения блоков.

Наименьшие осевые размеры коробки скоростей можно получить по схеме б, наименьшие радиальные размеры - по схемам виг.

Управляющие органы механизма переключения могут выполнять­ ся совмещенными (рис. 5.9, а), однако конструкции такого типа более трудоемки. Каждая рукоятка используется для управления одним блоком или муфтой, и любая скорость - результат определенного со­ четания положения рукояток управления, что должно быть обязатель­ но отражено в специальной таблице, укрепляемой на лицевой стенке корпуса (рис 5.9,6).

5.3Однорычажные (однорукояточные) механизмы переключения

Однорукояточные механизмы переключения получили большое распространение, так как значительно экономят время переключения и являются менее утомительными для станочника при частых пере­ ключениях скорости.

Воднорукояточных механизмах широко используются дисковые

ицилиндрические кулачки, мальтийские кресты, диски и другие уст­ ройства.

На кинематической схеме однорукояточного механизма переклю­ чения коробки скоростей со структурой кинематики 16 = 4(1)-2(4)-2(8) (рис. 5.10) два цилиндрических кулачка, связанные между собой мальтийским крестом, управляют переключением трех групп регули­ рования: основной 4(1) (последовательно работающие блоки а и в), 1 -й переборной (блок с) и 2-й переборной (муфта d).

151

I

5 Особенности проектирования механизмов переключения скоростей и подач металлорежущих станков

Для построения разверток канавок кулачков необходимо иметь полную картину последовательности переключения блоков для ско­ ростей ОТ П\ ДО «16.

Величина смещения канавок относительно центра вращения ку­ лачка, углы наклонов кривых определяются в зависимости от длины хода блоков, диаметра роликов и передаточного отношения рычажной системы, соединяющей кулачки с блоками зубчатых колес.

Кулачки связаны между собой 4-пазовым мальтийским крестом, передаточное отношение которого определяется частотой включения соответствующих блоков. Четыре оборота нижнего кулачка с кривы­ ми для блоков а и в соответствуют одному обороту верхнего кулачка с кривыми для блока с и муфты d.

Кинематическая схема однорукояточного механизма (рис. 5.11) с двумя плоскими кулачками сходна с предыдущей. Плоский кулачок / с канавками, расположенными на обеих сторонах кулачка, управляет блоками с и d.

Плоский кулачок 2 имеет одну канавку. Ролики рычагов, переме­ щающих блоки а и в, расположены относительно друг друга со сдви­ гом на 180°.

Недостатком вышеприведенных механизмов является последова­ тельное включение всех промежуточных скоростей при достшкении требуемой скорости, что приводит к потере времени, поскольку пере­ ключение производится при остановленном приводе станка.

Меньшие потери времени на переключение скорости обеспечива­ ют однорукояточные селективные (с избирательным переключением) механизмы переключения, которые позволяют установить выбранную скорость, минуя промежуточные. Такие механизмы широко исполь­ зуются в консольно-фрезерных станках (Нижненовогородской и Бот­ кинский станкозаводы) для переключения 18-скоростных коробок скоростей и подач (рис. 5.12).

152

5.3 Однорычажные (однорукояточные) механизмы переключения

Рис. 5.10. Схема однорукояточного механизма управления переключением скоростей £ цилиндрическими кулачками

153

5 Особенности проектирования механизмов переключения скоростей и подач металлорежущих станков

а

I

га

IT

Рис 5.11. Схема однорукояточного механизма управления переключением скоростей с плоскими кулачками

154

wwwI

,]/22Х / передний диск

Й2Э J задний диск

Рис. 5.12. Схема селективного механизма переключения скоростей

5.4Преселективные (с предварительным выбором скорости) механизмы переключения

Механизм переключения^ можно сконструировать таким образом, чтобы поиск нужной скорости, проводился во время работы станка, а

155

5 Особенности проектирования механизмов переключения скоростей и подач металлорежущих станков

включение ее осуществлялось после окончания работы на этом пере­ ходе простым поворотом рукоятки или нажатием кнопки. Такие сис­ темы управления переключением скоростей называются преселективньши или системами с предварительным набором.

Подобные механизмы использованы Краснодарским станкозаво­ дом имени Седина для переключения i 8-скоростной коробки скоро­ стей главного привода токарно-карусельных станков.

Изменение передаточного отношения коробки скоростей произво­ дится блоками зубчатых колёс, передвижение которых осуществляют гидроцилиндры через штанги и закреплённые на них вилки. Работой гидроцилиндров управляют гидрозолотники с электроуправлением. Срабатывание гидрозолотников определяется восемнадцатипозиционным переключателем на подвесном пульте управления станком. Система переключения скорости главного привода позволяет предва­ рительно (во время работы станка) установить переключатель в лю­ бое из 18 положений, выбрав необходимую для следующего перехода скорость. После остановки главного привода станка переключение скорости производится нажатием на пульте управления кнопки, рас­ положенной рядом с переключателем.

5.5 Дистанционное управление коробками скоростей и подач

Дистанционное переключение скоростей и подач наиболее просто осуществляется с помощью электромагнитных муфт, среди которых широкое распространение получила серия ЭТМ (электромагнитные муфты с магнитопроводящими дисками). Данная серия объединяет муфты контактного исполнения ЭТМ...2, муфты бесконтактного ис­ полнения ЭТМ...4, тормозные муфты ЭТМ...6. Основные данные фрикционных (электромагнитных, гидравлических и механических) муфт приведены в [1,2, 9].

5.5.1 Муфты контактного исполнения (с вращающейся катушкой)

Муфты ЭТМ...2 (рис. 5.13) состоят из вращающегося вместе с ва­ лом цельного корпуса 1, в котором размещена обмотка 2, получающая питание от щетки через изолированное от корпуса токопроводящее кольцо 3, пакета внутренних 9 и наружных дисков 4, якоря 5, бронзо­ вой гайки 7, общей втулки 8.

156

5.5 Дистанционное управление коробками скоростей и подач

MS.4

Рис. 5.13. Муфта контактного исполнения (с вращающейся катушкой)

Внутренние диски 9 имеют эвольвентные шлицы для соединения с эвольвентными шлицами втулки 8. Наружные диски 4 имеют выступы для соединения с поводком 6. На обоих торцах внутренних и наруж­ ных дисков имеются концентричные канавки для масла, которое по­ дается через полый вал и несколько отверстий, небольшим диаметром, имеющихся во втулке 8 под местом расположения пакета дисков.

Диски снабжаются фасонными вырезами для уменьшения рассеи­ вания магнитного потока. Изоляция магнитного потока от вала осу­ ществляется бронзовой гайкой 7. Диски изготовляются из износо­ стойкой (по истиранию) стали, закалены, шлифованы. Соответствую­ щей термообработкой наружным дискам придается форма упругого

157

5 Особенности проектирования механизмов переключения скоростей и подач металлорежущих станков

элемента, разжимающего диски при выключении муфты. При подаче напряжения магнитный поток замыкается по контуру Ф, якорь 5 при­ тягивается к корпусу 1, сжимая диски 4 к 9, и вращение передается от вала на поводок, соединенный с шестерней.

Напряжение питания постоянного тока - 24В. Щеточный токоподвод выдерживает окружную скорость скольжения до 20 м/сек.

5.5.2 Муфты бесконтактного исполнения ЭТМ...4 (с неподвижной катушкой)

Муфты ЭТМ...4 (рис. 5.14) отличаются от муфт ЭТМ...2 наличи­ ем вращающегося вместе с валом составного корпуса, кольца которо­ го 1 и 3 разделены немагнитным кольцом 4. Поэтому замыкание маг­ нитного потока осуществляется через пакет дисков и якорь.

Исключение элементов контактного токопровода и наличие зазо­ ров 8, уменьшающих теплопередачу от дисков к катушке, ведут к улучшению эксплуатационных характеристик этого типа муфт.

При использовании электромуфт в неавтоматизированных станках и устройствах управляющим органом являются кнопки, клавиши и переключатели, располагаемые в любом удобном месте, а связь с ис­ полнительным органом осуществляется электрическими цепями.

При применении электромагнитных муфт в автоматизированных станках и автоматах управляющим органом являются командоаппараты (рис. 5.15).

Переключение электромагнитных муфт производится перестав­ ными кулачками 5 шестипазового (по числу инструментальных гнезд револьверной головки) барабана 4, приводимого во вращение от вали­ ка 7, кинематически связанного с револьверной головкой через шес­ терни z- 25,2 = 50.

При повороте револьверной головки на 60° барабан поворачивает­ ся также на 60° и кулачками воздействует на ролики 3 рычагов 2, ка­ чающихся вокруг оси 8; регулируемые винты 9 при этом нажимают на конечные выключатели 1.

Разными комбинациями расположения кулачков на барабане, а следовательно, разными комбинациями включения конечных выклю­ чателей автоматически при повороте револьверной головки осущест­ вляются соответствующие (необходимые по карте технологической обработки) величины чисел оборотов шпинделя и подачи суппортов

158

5.5 Дистанционное управление коробками скоростей и подач

«

о

В

1

О

о

в

и

X

к

К

X

ш

X

о

с

о

К

о

в:

ж

о

о

<о

ю

С!)

Н

•е-

i

159