D kohd кшс

Для структур видов AI и All

те⁰! те !

Для структур видов 6/, £>//, BI и ВП

д_₁₂(*°1)⁸ (*'0» (*">)«

/п°! те'! те"! ’

Для структур вида БП1

и/(**0(ЛМ)³О!

^нте»! 'rn'l * те"! *

Структура вида AIII — обычная множительная структура.

2. острое и и е с т р у к т у р и ы х сего к и г р а - ф и к а чисел обо р о т о в. Для построения структурных сеток и графика чисел оборотов сложенного привода, как и в слу­чае привода, имеющего множительную структуру, необходимо сначала ианнсать варианты структурных формул и определить

характеристики групп передач привода. В сложеппой структуре кинематические номера (т. е. порядок включения передач) должны начинаться в основной структуре и затем переходить в дополни­тельные. Значит, характеристики групп основной структуры можно определять так же, как и в обычной множительной структуре.

Характеристики групп дополнительных структур определяются следующим образом. В структурах класса А одна дополнительная структура. Характеристика любой ее группы равна произведению чисел передач, предшествующих ей групп и чисел скоростей основ­ной структуры. Например, для г = z° (1 4* z') = 2-3(1 -|- 2-2) (z° = 2-3 = 6 п z' = 2*2 = 4) вариант структурной формулы

z=2[x₀] • 3 [а^] {1 + 2 [д?4] • 2 [дг']}

(я₀ = 1; х_х — 2\ х'ъ = 1 • 2° = 1 • 6 = 6; х_г = 2 • 2° = 2 -6 = 12) или

2 = 2(1]. 3(2] {1 + 2 [6] *2 [12]}.

В структурах класса Б две дополнительные структуры, сое­диненные параллельно. Характеристики групп первой и второй дополнительных структур определяются так же, как и для струк­туры класса А. Например, для z — z°( 1 + г' + z") = 2-2(1 4* 4- 2-2 -f 3-2) (г⁰ = 2-2 = 4; z' = 2-2 = 4; z" = 3-2 = 6) ва­риант структурной формулы

2. = 2 [х₀]. 2 [*>] { 1 4- 2 [*;]. 2 [х’] 4-3 [х*] -2 [л£]}

(х₀= 1;х_л=2;2:*=1г° = 1 • 4= 4;х’_л=2г° = 2-4=8;zj = 1.z° = 1 • 4 = 4; а£ = 3 г⁰=3-4=12)

или

2=2 [1].2 [2] {14*2(4].2 [8] 4-3 [4]-2 [12] I-

В структурах класса В две дополнительные структуры, соеди­ненные последовательно. Характеристики групп первой дополни­тельной структуры определяются так же, как и для структур класса Б. Характеристика любой группы второй дополнительной структуры равна произведению чисел передач предшествующих ей групп, а также передач основной и первой дополнительной структур. Например, для 2 = z°(l -f г' 4- z'z") = 2(1 4-2*2 4* -I- 2-2-3-2) (z° - 2; z' = 2-2 = 4; z'z" = 2-2-3-2 = 24) вариант ст р у КТ у рн ой фо р мул ы

2. = 2 [*₀| { 14-2 [х\] .2 [Xi] 4-2 [*i] *2 ДО -3 [*J| ■ 2 [*;]}

(x₀ = 1; a;J = l2° = l-2 = 2; :r*=2z⁰ = 2 • 2 = 4; x.J = iz⁰z' =

= 1.2- 4 = 8; x\ = 32°2' =3- 2 ■ 4 = 24)

или

2. = 2 [1] {14-2 [2]. 2 [4] 4-2 [2]. 2 [4]. 3 [8]. 2 [24||.

Как упоминалось выше, сами основная и дополнительные структуры являются обычными множительными. Поэтому струк­

турные сетки и график чисел оборотов строятся для пих так же, как и для обычных миожптельпых структур. Отличием является только то, что для каждой составляющей структуры сетки строят отдельно и располагают одну над другой в пределах своего диапа­зона регулирования.

6) в) ^п°У"^ин

Рнс. 59. Коробка скоростей токарио-вииторезного станка мод. 1KG2:

• а

  кинематическая схема; <3 — структурная сетка; в — график чисел оборотов: г -

структурная схема

В качестве примера рассмотрим сложенный привод токарно- вннторезного стайка мод. 1К62 (рис. 59). Осиовпая структура пере­дает иа шпиндель шесть скоростей

-if		J6.
*2
23		*7
-2|-		*8
		Ч
		_210 -

через постоянную передачу

:0 ^гМ

'^п~ч,-

*13-		“*17~
г14		г18
		*18
-216-		- 220-

z =

²21

^п — ~Г~ • ^z22

Дополнительная структура состоит пз двух групп передач

= 2-2 = 4,

связанных со шпинделем через постоянную передачу

Структурная формула привода (рис. 59, г)

z=z*i°_n + z°z'i'_n =z°{i⁰_n + z'i'_n) = 2 3(1+2• 2-1)=30. Вариант структурной формулы

z = 2 [я₀) • 3 [zj] {1 + 2 [xj] • 2 [я.',] • 1}

(я₀ = 1; х_х = 2\ x'i = 1 z° = 1 -6 = 6; x.j = 2z° = 2 • С = 12)

или

z = 2 [1] • 3 [2] {1-f-2 [G] • 2 [12] • 1}.

Ввиду того, что семь скоростей совпадают, привод имеет 23 ско­рости.

Выбор оптимального варианта ир и в о - д а. Оптимальным является привод, который при одинаковых чис­лах ступеней скорости имеот: большее количество ступеней, полу­чаемых через короткие кинематические цепи; наименьшее коли­чество деталей (зубчатых колес, валов, муфт и т. п.); меньшие диа­пазоны регулирования групп передач.

По выбору оптимального варианта сложенных структур см. подробно в литературе 119).

Механизмы со связанными зубчатыми колесами. Связанными являются такие зубчатые колеса, которые принадлежат двум смежным группам передач, т. е. работают как ведущими, так и ведомы мн.

При применении одного связанного колеса (рис. 00, п) коли­чество колес в ириводо сокращается на одно и немного умень­шаются габаритные размеры механизма. В атом случае кинемати­ческий расчет почти такой же, как и у механизмов без связанных колес. Использование двух связанных колес (рис. G0, б) сокращает количество колес на два и осевые размеры механизма на ширину четырех зубчатых колес. Кинематический расчет такого механизма совершенно иной, чем у механизмов без связанных колес. Меха­низмы с тремя связанными колесами (рис. G0, в) уменьшают коли-

честно колес привода на три и осевые размеры механизма на ши­рину семи зубчатых колес. Однако прп этом не обеспечивается из­менение скоростей по геометрическому ряду; поэтому в стайках

а) 6) б)

Рис. 60. Механизмы со связанными зубчатыми колесами

>10b

Р,*2 Р_г-3Pj=2

x₀*i *i^a2Хг^к*^ж*-2

«)

p,*J Рг*2 Pj*? X₀*1 Xr2-J-7 X/*5-6-1<)

Рпс. 61. Структур­ные сетки с соина- донием и ныпадо- инем скоростей

механизмы с тремя связанными колесами широкого применения не находят.

В некоторых случаях, папример в механизмах с вытяжными шпонками, механизмах с цнлипдро-коническими передачами, могут

быть применены четыре и больше связаппых зубчатых колес. В связи с тем, что связанные зубчатые колеса работают одновре­менно как ведущие и ведомые, условия нагружения их специфич­ны; это необходимо учитывать при прочностных расчетах. Связан­ные зубчатые колеса дают возможность спизпть трудоемкость из­готовления, уменьшить металлоемкость и осевые габаритные раз­меры коробок скоростей, поэтому целесообразно применять пх всегда, когда это возможно из конструктивных или другпх сообра­жений.

В кппге [19] подробно изложена методика кинематического рас­чета механизмов со связанными зубчатыми колесами.

Структуры с частичным совпадением н выпадением скоростей.

Выше указывалось, что в обычных множительных структурах ха­рактеристики групп передач: ос­новной — 1, первой переборной л:, = Р_у, второй переборной х₂ = = Р_уР_г и т.д. (рпс. 61, а). При этом иногда диапазон регулирования последней переборной группы ока­зывается больше допустимого. В этих случаях, с целью сохра­нения принятой множительной структуры, за счет сокращения общего диапазона регулирования, уменьшают характеристику пос­ледней переборной группы до до­пустимых значений; это ведет к совпадению ряда скоростей на последнем валу (рис. 61 , б) и умень­шению общего числа ступеней ско-

Рис. G2. График чисел оборотом рости привода, коробки подач станка мод. 0П80Г Если уменьшить характери­стику не последней переборной, а другой группы, то совпадение скоростей будет наблюдаться на ведомом валу данной группы, а на последнем валу скорости будут выпадать (рис. 61, в). Но в некоторых случаях сокращение числа ступеней скорости на последним валу происходит без выпадения скоростей (рпс. 61, г).

Если же искусственно увеличить характеристику основной группы, то произойдет выпадение скоростей по концам диапазона регулирования (рис. 61, д). В данном случае получается привод с двумя значениями q) : (р в середине и ф⁹ по концам. Структуры с выпадением скоростей в середине диапазона регулирования при­вода практического значения не находят, так как станки в основ­ном используются в средней части диапазона.

Структуры с выпадением скоростей по концам диапазона регу­лирования используются часто. Более подробно по структурам с частичным совпадением и выпадением скорости см. в литературе 1191.

Механизмы со ступенями возврата. В коробках скоростей и подач станков часто прпмепяют ступени возврата. Применение их дает возможность уменьшить количество отверстий в корпусе ко­робки.

На рис. 02 показан график чисел оборотов коробки подач стан­ка мод. 6Л80Г. В этой схеме предусмотрены ступени возврата (см. валы XI и XJI). Вопросы применения механизмов со ступенями возврата подробно освещены в книге 151.

Оформление кинематической схемы

Кинематическая схема предназначается для изображения кине­матических связей и взаимодействия элементов станка, определяю­щих механические принципы его работы. При разработке кинема­тической схемы необходимо придерживаться установленных ус­ловных обозначений элементов кинематической схемы но ГОСТу 2.770—68.

Кинематическая схема вычерчивается, как правило, в ортого­нальных проекциях (рис. 03, я). Допускается и перспективное изображение, т. е. в аксонометрических проекциях (рис. 03, 6).

Кинематическую схему рекомендуется вписывать в контур станка, т. е. в контур наиболее показательной проекции, например в изображение главного вида. Если при этом нужно показать ме­ханизмы, видимые только в другой проекции или закрытые дру гимн механизмами, то допускается перемещать эти механизмы в положения, более удобные для изображения, и даже при необ­ходимости выносить их за контур ставка. В этих случаях сопря­женные звенья, вычерченные раздельно, следует соединить фигур­ными скобками. Размеры условных обозначений на кинематиче­ской схеме выбираются в зависимости от размеров изображаемых элементов. Размеры условных обозначений одинаковых элементов на одной п гой же схеме должны быть одинаковыми.

На кинематических схемах на выносных линиях следует ука­зывать:

а) мощность и число оборотов в минуту электродвигателя;

б) число оборотов в минуту приводного шкива;

в) числа оборотов в минуту шпинделя;

г) нумерацию валов (считая от электродвигателя или привод­ного шкива) римскими цифрами;

д) направления вращения валов и других основных деталей (шпинделя, планшайбы и др.);

е) диаметр и ширину шкивов; сменные шкивы обозначают­ся отношением диаметров ведущих шкивов к диаметрам ведо­мых;

ж) число зубьев и модуль колес, например, г — 40, т = 3 и порядковые номера зубчатых колес, начиная с электродвига­теля или приводного шкива, арабскими цифрами (число зубьев

Гитсра подач

Задний суппорт

—Л

п • К40 В 6/нци

HtpiJmjj

Суппорх

G3

иювра

скорое

тей

Рис. 63. Кинематическая схема станка и ортогональной (я) и и аксонометрической (б) проекциях

и модуль заносятся в спецификацию), сменпые зубчатые колоса обозначаются строчными буквами латинского алфавита;

з) число зубьев и шаг звездочек (цепных передач) в мм, напрп- мер, z = 15, t = 25 мм\

и) число заходов, направление нарезки, шаг виптов н червя­ков.

В случае включения в кинематическую схему гидравлических, электрических и пневматических устройств на схеме необходимо указывать эти устройства условными графическими обозначениями и проставить основныо их характеристики (производительность и давление гидронасосов, диаметр поршня и штока п т. д.).

К кинематической схеме прилагается спецификация, где приво­дится перечень изображенных на схеме элементов и их основныо характеристики. Допускается спецификацию помещать непосред­ственно на схеме.

§ РАЗРАБОТКА ГИДРОПРИВОДОВ СТАНКОВ

В гидроприводах станков применяется в основпом нормализо­ванная п стандартная аппаратура 123). При разработке гидропри­водов для обозначения элементов схемы используют символиче­ские обозначения по ГОСТу 2.781—68.

В комплект документации по гндрооборудованию стапка входят следующие материалы: принципиальная гндросхема и описание ее работы, монтажиыо чертежи гидравлических органов и трубо­проводов, чертежи гидропасосной установки, чертежи нестандарт­ных узлов гидравлической схемы и пояснительная записка с рас­четами. Если схема несложная, то гидрооборудование можно мон­тировать по принципиальной схеме, тогда из комплекта докумен­тации монтажные чертежи исключаются.

Разработаны типовые гидросхемы для агрегатных станков, ав­томатических линий н для некоторых других станков. Если есть необходимость создания оригинальной гидросхемы, то желательно строить ее из возможно меньшего числа простых и надежных эле­ментов, гидравлические цепи делать по возможности более корот­кими.

При разработке гидроприводов станков важное значение имеет правильный выбор насоса. От этого существенно зависят эксплуа­тационные характеристики станка.

Отечественная станкостроительная промышленность произво­дит регулируемые и нерегулируемые объемные насосы на различ­ные расходы и давления. К ним относятся: роторно-поршневые мод. Г-13, лопастные мод. Г-12, шестеренные мод. Г-11 и комбини­рованные мод. Г-14.

Роторно-поршневые насосы с реверсированием потока масла предназначены для применения в гидросистемах тяжелых станков (долбежных, протяжных п строгальных). Лопастные насосы ши­роко применяют в гидросистемах станков с дроссельным регули­

рованием скорости при небольших скоростях рабочих органов и достаточно больших тяговых силах. Сдвоенные лопастные насосы используют в станках с ускоренными ходами и малыми рабочими скоростями. Для быстрых ходов, как правило, применяют насосы с большим расходом.

Широко распространенные шестеренные пасосы следует уста­навливать в станках с большими скоростями (шлифовальные, хо- пнпговальиые). Комбинированные пасосы (аксиальпо-поршпевыо с лопастными) применяются в гидрофнцпрованных автоматических станках, в различных вспомогательных устройствах станков (для зажима заготовки, зажима задней бабкн и др.).

В гидросистемах станков используется как одинарная работа пасосов, так и сдвоенная. Для увеличения давления нагнетания применяют последовательное включение пасосов (во время рабо­чего хода гпдродвпгателя). Если необходимы ускоренные переме­щения, насосы включают параллельно (быстрый отвод и иодвод рабочего узла, освобождение обработанной детали н зажим сле­дующей заготовки). При применении насосов с разными характери­стиками насос меньшего давления отделяется от насоса большего давления обратным клапаном. Насос должен быть обязательно снабжен всасывающим сетчатым фильтром. Для тонкой очистки масла необходимо в систему включать нараллельпо пластинчатый фильтр тонкой очистки.

В гидравлических приводах станков в качестве рабочей жидко­сти применяют минеральные масла различных марок. В приводах поступательного движения обычно применяют масла — инду­стриальное 12 и индустриальное 20 (ГОСТ 1707—51). В приводах вращательного движения используют масла большей вязкости — турбинное 22 (ГОСТ 32—53), а также машинное 30 п 45 (ГОСТ 1707—51). При высоких давлениях (свыше 10 Мн/м²) с целью уменьшения объемных потерь и сохранения нормальной вязкости при повышенной температуре используют масла большой вязко­сти.

Если в гидросистеме требуется периодически иметь кратков­ременный большой расход масла, следует применять аккумуля­торы, так как выбор в этом случае насосов с большим расходом экономически не оправдан. Насосы и аккумуляторы в этом случао подбирают по графику потребления масла по времени. В совре­менных гидросистемах станков иримепяют в основном газогидрав- лнческие аккумуляторы. При выборе формы, размеров и рабочих параметров аккумулятора необходимо руководствоваться следую­щим условием: скорость снижения уровня жидкости в аккумуля­торе не должна превышать 20—25 см/сек. При этом желательно получить минимальный его вес. Включение насоса на зарядку аккумулятора после его разрядки и включение после окончания зарядки обычно осуществляют автоматически специальными кла­панами, которые реагируют на изменение давления или на изме­нение объема масла в аккумуляторе.

Выбор тппа силового цплипдра и его диаметра зависит от цикла и режима работы станка. Диаметр цилиндра выбирается в зависи­мости от группы станка. Так, для шлифовальных и хоиипговаль- пых станков, работающих при давлении до 2 Мн/м², диаметр выбирают по заданному отпошепию скоростей прямого и обрат­ного ходов. При проектировании строгальных, долбежных, про­тяжных, токариых, расточных, сверлильных и фрезерных станков диаметр цилиндра выбирают по заданной полезной нагрузке и давлению в цилиндре. С увеличением давления существенно уменьшается диаметр цилиндра, что влечет за собой уменьшение расхода насоса, диаметра трубопровода и габаритных размеров всей гидроаппаратуры. Но при атом необходимы более дорогие на­сосы и более сложные уплотнения. Верхний продол величины давления не должен превышать 5 Мн/м². Отпошеине длины цп­липдра к его диаметру следует брать пе более 20. Окончательные значения диаметров цилиндра и его штока следует брать по ГОСТу 6540—64 и нормали станкостроения Н21-3.

Требуемую пропускную способность всех элементов управления и коптрольпо-регулирующей гидроаппаратуры определяют но условию неразрывности потока масла. Зная величину рабочего давления, подбирают все элементы гидросхемы. При разработке гидросхем рекомендуется применять нормальную гидроаппара­туру, включая и гидропанели, выпускаемые нашими заводами. Объем и поверхность теплоотдачи гидробака, служащего для раз­мещения масла, должны соответствовать характеристике насоса. Обычно емкость его выбирают равной 2—3-минутному расходу насоса.

Выбор всей аппаратуры тесно связан с расчетом трубопровода. Размеры проходных сечений должны строго соответствовать рас­четной пропускной способности. Необходимо использовать стан­дартные бесшовные холоднотянутые и горячекатаные трубы, иногда применяют медпые трубы по ГОСТу 617—64. Для соедине­ния труб служат различного рода фитинги как стандартные, так и нормализованные. Скорость течепия масла в трубах выбирают в пределах 1—7 м/сек в зависимости от длины и диаметра трубы, условий монтажа, местных сопротивлений, форм фитингов. В слив­ных линиях скорость не должна превышать 4—4,5 м/сек.

На напорных трубопроводах устанавливаются показывающие манометры, служащие для наладки и коптроля работы всей гидро­системы станка. Для указанных целей пригодны манометры общего технического назначения типа 1МТ. Предолы измерения маномет­ров выбираются таким образом, чтобы постоянное рабочее давле­ние в гидросистеме но превышало ²/₃ от верхнего предела показа­ний по шкале манометра. Следует предусмотреть краны для уда­ления воздуха из системы в ее верхних точках или автоматические устройства для выпуска воздуха.

Что касается способов компоновки гидропривода, то они и за­висимости от типа станка различны. Чаще всего прнмсияет- ся схема расположения гидропривода в нижней частп станины станка.

Порядок разработки гидроприводов станков следующий.

1. На основании данных о режимах работы станка и цикло­граммы его работы составляют циклограмму работы исполнитель­ных органов гидропривода станка.

2. Разрабатывают принципиальную гпдросхему станка с учетом автоматизации управления.

3. Определяют параметры и режим работы исполнительных органов гидропривода; выбирают элементы гидросхемы.

4. Определяют потери в гидроприводе стайка.

5. Рассчитывают параметры и выбирают насоспую станцию.

(3. Производят тепловой расчет и, в случае необходимости, ди­намический расчет гидропривода.

5. Компонуют гидроаппаратуру па станке п составляют мон­тажную схему.

Подробпые данные по гидрооборудованию металлорежущих станков можно найти в специальной технической литературе (см. папример, [6, 311).