Приводи верстатів.
Привод - пристрій, що служить для приведення в дію виконавчих ланок верстата. У привод входить також джерело руху. Привод повинен забезпечувати можливість регулювання швидкості руху виконавчих ланок верстата.
Приводи верстатів підрозділяють на ступінчасті і безступінчасті. До ступінчастих відносять приводи зі східчастими шківами, з шестеренними коробками швидкостей і приводи у вигляді багато швидкісних асинхронних електродвигунів. Можливі також ступінчасті приводи, що є комбінацією згаданих вище механізмів. До безступінчастих приводів можна віднести приводи з механічними варіаторами, електродвигуни постійного струму з регульованою частотою обертання, гідравлічні приводи і комбіновані, що представляють собою поєднання регульованого електродвигуна постійного струму або приводу з варіатором із ступінчастою коробкою передач, або, навпаки, механічного варіатора з багато швидкісним асинхронним електродвигуном змінного струму.
Сучасні металорізальні верстати мають індивідуальні чи багато двигунові приводи. Джерелом енергії в верстатах зазвичай є електродвигун. Електродвигун може бути розташований поруч з верстатом (мал. 3.1, а), всередині нього (рис. 3.1, б), на верстаті (мал. 3.1, в), вбудований у передню бабку (мал. 3.1, г і д) і т . д.
Привод з шестеренною коробкою швидкостей є найбільш поширеним типом приводу головного руху в металорізальних верстатах. Його перевагою є компактність, зручність в управлінні і надійність в роботі. Але приводи з шестеренними коробками швидкостей не мають безступінчастого регулювання швидкості, у них порівняно низький ККД на високих частотах обертання при широкому діапазоні регулювання.
Існує багато різних конструкцій коробок швидкостей (мал.3.2. ), проте всі вони являють собою поєднання окремих типових механізмів. Коробки швидкостей розрізняють за способом перемикання швидкостей і компонуванні.
Мал. 3.1. Установка електродвигунів на верстатах.
Мал. 3.2 Елементарні механізми коробок швидкостей:
а - двохшвидкісних; б - трьохшвидкісних; в – чотирьохшвидкісних.
За способом перемикання швидкостей коробки бувають з пересувними (ковзаючими) колесами; з кулачковими, фрикційними і електромагнітними муфтами; з комбінованим перемиканням; зі змінними колесами.
Застосування того чи іншого способу перемикання в коробках швидкостей залежить від призначення верстата, від частоти перемикань і тривалості робочих ходів. Передачі з пересувними блоками коліс можуть передавати великий крутний момент при порівняно невеликих розмірах зубчастих коліс. Крім того, в таких коробках у зачепленні знаходяться тільки те зубчасті колеса, які передають обертання шпинделя. Виходить, інші колеса в цей час не зношуються. Зазначені переваги дозволяють широко застосовувати для зміни частоти обертання шпинделя пересувні блоки зубчастих коліс в коробках швидкостей головним чином універсальних верстатів. У пересувних блоках використовують прямозубі колеса.
Недоліки цих коробок швидкостей: неможливість перемикання передач на ходу; необхідність блокування, що запобігає одночасне включення в роботу блоків зубчастих коліс, спільна робота яких не передбачена; відносно великі розміри по довжині.
Для коробки з кулачковими муфтами характерні малі осьові переміщення муфт при перемиканні є можливість використовування в передачах косозубих і шевронних коліс, а також менші зусилля для перемикання, ніж у пересувних блоків коліс. Разом з тим кулачкові муфти не дозволяють перемикати передачі на ходу при великій різниці частот обертання; їм притаманні втрати потужності на обертання непрацюючої пари коліс і зношування.
Використання фрикційних і електромагнітних муфт у коробках швидкостей дає можливість швидкого і плавного перемикання передач на ходу. Недоліками таких коробок є втрати потужності на обертання непрацюючої пари коліс і зношування; великі радіальні і осьові розміри при передачі великих крутних моментів; зниження ККД верстата внаслідок тертя у виключених муфтах; нагрівання муфт; необхідність їх частого регулювання; передача теплоти від муфт шпиндельному вузлу .
При відносно рідкісному налагодженню приводу шпинделя на операцію в автоматах, напівавтоматах, спеціальних та операційних в масовому і серійному виробництві використовують змінні зубчасті колеса (мал. 3.3). Частоту обертання шпинделя в цьому випадку змінюють шляхом зміни коліс а і b між суміжними валами при незмінній відстані між їх осями. Так як відстань між осями цих коліс залишається незмінним, то обов'язковою умовою правильного зчеплення змінних коліс за такої конструкції приводу є сталість суми їх чисел зубів (а + b = const). Змінні колеса до приводу головного руху застосовують іноді у поєднанні з шестеренні коробками передач.
Залежно від компонування розрізняють коробки швидкостей, вбудовані в шпиндельну бабку, і коробки швидкостей з розділеним приводом. Коробка передач, вбудована в шпиндельну бабку (мал. 3.4), дозволяє отримати 24 значення частоти обертання шпинделя.
Мал. 3.3. Коробка передач зі змінними Мал.3.4. Коробка передач,
зубчастими колесами. вбудована в шпиндельні бабку.
