- •2.Назначение и классификация приводов гл.Движения мет.Станков.
- •3.Особенности приводов гл. Движ-я с-ков с чпу.
- •4. Диапазон регулирования. Относительная потеря скорости.
- •5. Ряды частот вращения шпинделя
- •6. Назначение и классификация коробок скоростей.
- •7. Конструкции коробок скоростей.
- •9. Методы кинематического расчета.
- •11. Логарифмическая шкала чисел.
- •12. Порядок построения структурных сеток.
- •13. Порядок построения графиков частот вращения.
- •14. Расчет чисел зубьев.
- •27. Конструкции переднего конца шпинделя
- •29. Способы смазывания подшипников качения жидким материалом.
- •30. Способы смазывания подшипников качения пластичным материалом.
- •31. Уплотнения шпиндельных узлов
- •32.Типовые компоновки шпиндельных узлов.
- •44.Передача винт-гайка скольжения
- •45. Расчет передачи винт-гайка скольжения.
- •По этим расчетным перемещениям составляют уравнение кинематического баланса данной кинематической цепи:
- •1 Об.Нач.Звена→s мм прод.Перемещ.Конеч.Звена.
- •48. Методика кинематической наладки.
- •49. Гитары сменных колес.
- •51. Свойства приводов и структуры бесступенчатых приводов подачи
- •52. Элементы исполнительного механизма приводов
- •53. Выбор регулируемого электродвигателя для привода подачи
- •54. Структуры и механизмы приводов подачи со ступенчатым регулированием
- •59. Базовые детали станков, их назначение, классификация. Основные требования, предъявляемые к базовым деталям
- •60. Конструктивные формы базовых деталей.
- •61. Материал для изготовления базовых деталей. Термообработка базовых деталей.
- •62. Требования к направляющим скольжения, формы направляющих
- •69.Свойства и конструкции гидростатических направляющих
- •73. Направляющие с циркуляцией тел качения.
- •74. Комбинированные направляющие.
- •75. Типы передач
- •78. Регулируемые электродвигатели постоянного тока для приводов главного движения
- •79. Регулируемые электродвигатели для приводов подачи
78. Регулируемые электродвигатели постоянного тока для приводов главного движения
В приводах главного движения станков с ЧПУ применяют регулируемые электродвигатели постоянного тока серии 4ПФ. Технические характеристики двигателей основного исполнения с номинальной частотой вращения 1000 мин-1 приведены в табл. 3.3. Имеются двигатели с номинальной частотой вращения 500...1500 мин-1. Основные размеры двигателей приведены в табл. 3.4.
Номинальным режимом работы двигателей в диапазоне частот вращения от 1 мин-1 до максимальной является S1, возможна работа в режимах S2—S8. Двигатели серии 4ПФ применяются в составе электромеханических приводов с регулированием частоты вращения в двух зонах, В зоне I (рис. 3.2) регулирование производится с постоянным моментом М на шпинделе станка, в зоне II— с постоянной мощностью Р. В зоне I при относительно низкой частоте вращения шпинделя полная мощность привода не может быть использована. Расчетная частота вращения np, при которой определяется максимальный крутящий момент на шпинделе, связана с диапазоном регулирования привода R ( ).
79. Регулируемые электродвигатели для приводов подачи
Общие сведения. В приводах подачи современных станков с ЧПУ применяют регулируемые электродвигатели постоянного или переменного тока с цилиндрическим и дисковым ротором, с возбуждением от постоянных магнитов и с электромагнитным возбуждением,
Высокомоментный электродвигатель постоянного тока - это устройство, в которое входят тахогенератор, электромагнитный тормоз, измерительный преобразователь перемещений (рис, 3.3), Возбуждение двигателей большинства типов осуществляется от постоянных магнитов, изготовленных из материалов с высокой удельной энергией: оксидно-бариевой керамики, редкоземельных магнитных материалов. Двигатели с редкоземельными магнитами выполняются по обращенной схеме: постоянные магниты находятся на роторе, а обмотка якоря на статоре. Типичное расположение областей работы высокомоментного двигателя представлено на рис, 3.4. На область 1 приходится длительная работа двигателя с естественным охлаждением. При использовании независимого принудительного охлаждения двигателя к области длительной работы добавляется область 2, В области 3 двигатель может работать в повторно-кратковременном режиме, при этом обеспечивается номинальная долговечность щеток, и с увеличением допустимого крутящего момента допустимая частота вращения ротора уменьшается. При снижении долговечности щеток кратковременная работа двигателя возможна в области 4. Когда приведенный к валу двигателя момент инерции механической части привода составляет не более половины момента инерции ротора двигателя, для кратковременной работы при разгоне и торможении исполнительного органа станка может быть использована область 5.
Передаточная функция двигателя при возмущении по управлению
где ω(р) — изображение угловой скорости вала двигателя; υ(p) - изображение напряжения питания; kд = 1 с-1; Тэ - электромагнитная постоянная якорной цепи, с; Тм — электромеханическая постоянная времени, с.
Передаточная функция двигателя при возмущении по нагрузке
где Δω(р) - изображение статического перепада скорости ротора, вызванного падением напряжения от тока статической нагрузки на активном сопротивлении якорной цепи; MC(p) — изображение момента статического сопротивления на валу двигателя; r — полное активное сопротивление якорной цепи, Ом.
Рис. 3.3. Высокомоментный электродвигатель:
1 - резольвер; 2 - прецизионная зубчатая передача; 3 - соединительная муфта; 4 - тахогенератор; 5 - корпус, 6 - керамические магниты; 7 - якорь; 8 - электромагнитный
тормоз
Рис. 3.4. Области допустимых нагрузок высокомоментного электродвигателя
Быстродействие двигателя оценивается по среднему угловому ускорению (рад/с2)
где ωном — номинальная угловая скорость двигателя, рад/с; t0,63 - время, за которое двигатель, нагруженный моментом инерции механизма, разгоняется до скорости, равной 0,63 ωном.
В приводах подач станков наиболее удобно использовать высокомоментные двигатели постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов, Благодаря низкой номинальной частоте вращения (500...1000 мин-1), возможности длительно работать при малой скорости (до 0,1 мин-1) с большим вращающим моментом такой двигатель может быть непосредственно связан с ходовым винтом привода подачи. Названные двигатели допускают 6-10-кратную перегрузку по вращающему моменту при малых частотах вращения в течение 20 ...30 мин, а также 1,5—3-кратную при номинальной и максимальной частоте вращения. По сравнению с асинхронными частотно регулируемыми высокомоментные двигатели имеют большие габариты, меньший КПД, худшую перегрузочную способность.
Двигатели постоянного тока серии 2ПБВ. Это двигатели с возбуждением от постоянных магнитов, со встроенным измерительным преобразователем скорости вращения, в качестве которого использован тахогенератор. Могут быть снабжены измерительным преобразователем угла поворота (резольвером или фотоэлектрическим BE-178) и тормозом. Двигатели применяются в основном в приводах подач станков с ЧПУ и гибких модулей, Технические их характеристики приведены в табл. 3.5, где М — номинальный момент двигателя; Mmах — максимальный момент; nmах — максимальная частота вращения ротора двигателя; I — длительный ток при заторможенном роторе; E — напряжение тока при максимальной частоте вращения ротора; J - момент инерции вращающихся частей двигателя; є — расчетное ускорение. Основные размеры двигателей приведены в табл. 3.6. Диаграммы работы представлены на рис. 3.5 и 3.6. Номинальный режим работы - S1. Допускается работа в кратковременном S2, повторно-кратковременном S5 и перемежающемся S8 режимах.
Двигатели постоянного тока серии ДПУ135. Это двигатели с возбуждением от постоянных магнитов. Могут быть оснащены тахогенератором, измерительным преобразователем положения, безлюфтовым электромагнитным тормозом. Двигатели предназначены для быстроходных механизмов промышленных роботов и станков с ЧПУ, Входят в состав комплектных электроприводов ЭПУ1 и ЭШИМ1. Технические характеристики двигателей ДПУ 135 приведены в табл. 3.7, размеры — в табл. 3.8, диаграммы работы — на рис. 3.7. Обозначения двигателей расшифровываются так: ДПУ - двигатель коллекторный постоянного тока управляемый; 135 - диаметр его корпуса в миллиметрах; 300, 400, 500 — мощность в ваттах; 1,5 — номинальная частота вращения в тысячах оборотов в минуту; Д09 - двигатель с тахогенератором; Д42 -двигатель с тахогенератором и тормозом; Д43 — двигатель с тахогенератором и измерительным преобразователем положения; Д44 - двигатель с тахогенератором, тормозом и измерительным преобразователем положения.
При максимальной частоте вращения в интервале времени до 1 мин двигатели могут развивать момент, равный 0,5M. В переходном режиме в течение 0,2 с допускается кратность максимального момента по отношению к номинальному, указанная в табл. 3.8. Двигатели могут работать в режимах: S1, S2 при частоте вращения до 100 мин-1; S3 при частоте вращения до 1000 мин-1, времени рабочего цикла до 30 мин и продолжительности включения ПВ 25 % (см. рис. 3.5).
Вентильные (синхронные) электродвигатели 2ДВУ165 и 2ДВУ215. Эти электродвигатели предназначены для электроприводов станков и промышленных роботов с микропроцессорным управлением. Роль индуктора выполняет ротор, оснащенный постоянными магнитами, роль якоря — статор. При взаимодействии магнитного поля ротора с током, протекающим по обмотке статора, ротор приводится во вращение. По сигналам обратной связи, вырабатываемым преобразователем, закрепленным на роторе, электронный коммутатор подключает фазы обмотки статора к источнику питания так, что ротор развивает постоянный момент, В обмотку статора встроены терморезисторы, контролирующие ее температуру. Двигатели могут быть оснащены тормозом и фотоэлектрическим измерительным преобразователем перемещений.
Основные технические данные двигателей приведены в табл. 3.9, 3.10, где М — длительный момент на валу двигателя; nmах - максимальная частота вращения вала; nном - номинальная частота вращения вала: nном = 0,25 nmах; I — ток при моменте М на валу двигателя и номинальной частоте вращения; Е — линейная электродвижущая сила при максимальной частоте вращения; J — момент инерции вращающихся частей; є - среднее расчетное угловое ускорение вала двигателя: є = 5M/J .
Основные размеры электродвигателей приведены в табл. 3.11, 3.12. В условном обозначении двигателя 2 означает порядковый номер серии; Д — двигатель; В — вентильный; У — управляемый; 165 или 215 — диаметр окружности, на которой расположены центры отверстий на фланце; S, M, L — условная длина сердечника статора; Е — наличие тормоза; 04 или УХЛ4 — вид климатического исполнения.