Файл: Маталин, А. А. Многооперационные станки.pdf

118 187 300

,,Диапазон II i

Диапазон III

Ю '

Рис. 81. Привод главного движения многооперационного станка мод. 2А622Ф4 Ленинградского станкообъединения им. Свердлова:

а — к и н е м а т и ч е с к а я с х ем а ; б — г р а ф и к ск о р о стей ; в — г р а ф и к м о щ н о сти ш п и н д е л я

(рис. 80, в), что не отражается существенно на эксплуатацион­ ной характеристике станка. Как видно из графика, для обеспе­ чения силовой характеристики, в этом приводе применен элек­ тродвигатель с избыточной мощностью.

Другим примером применения такого привода является при­ вод главного движения станка мод. 2А622Ф4, изготовляемого Ленинградским станкообъединением им. Свердлова (рис. 81). В этом приводе регулируемый электродвигатель связан со шпин­ делем через четырехступенчатую коробку. Привод обеспечивает три диапазона скоростей вращения шпинделя в пределах 6,3— 1250 об/мин. Для сокращения провалов мощности при регули­ ровании скорости электродвигателя с постоянным моментом диапазоны скоростей шпинделя перекрываются. Это позволяет при незначительном усложнении конструкции полностью исполь­ зовать возможности электродвигателя в наиболее употребимом диапазоне скоростей шпинделя (32—1250 об/мин).

Приводы с гидродвигателями. Приводы с гидродвигателями применяются в основном в гидрофицированных многоопераци­ онных станках. Эти приводы имеют достаточно малые габариты при высокой мощности и широком диапазоне регулирования. Обычно диапазон регулирования скоростей гидродвигателя на­ ходится в пределах 40—50, а максимальная мощность колеблет­ ся в пределах 10—15 кВт. Малые размеры гидродвигателя поз­ воляют устанавливать его непосредственно на шпиндельной

213

снабжен четырехступенчатым перебором и обеспечивает работу шпинделя в следующих четырех диапазонах скоростей: 40— 2000; 50—2500; 60—3000 и 70—3500 об/мин. Мощность привода

11кВт.

§3. ПРИВОДЫ ПОДАЧ РАБОЧИХ ОРГАНОВ МНОГООПЕРАЦИОННЫХ СТАНКОВ

2. Расширенный диапазон регулирования скоростей, обуслов­ ленный, с одной стороны, более высокими значениями ускорен­

подач для точного автоматического позиционирования.

3.Более высокая жесткость механической характеристики, необходимая для обеспечения бесскачкового движения на малых подачах.

4.Повышенная плавность перемещения рабочих органов, обусловленная сравнительно высокой точностью их позициони­

рования.

5. Повышенная долговечность, обусловленная более интен­ сивной работой подвижных элементов.

Для многооперационных станков, оснащенных контурной или универсальной системой ЧПУ, существенное значение имеет инерционность привода, что обусловлено малым временем отра­ ботки команд.

Скорость быстрого перемещения рабочих органов современ­ ных многооперационных станков в зависимости от размера стан­ ка колеблется в пределах 3—10 м/мин. Величина минимальной подачи рабочих органов определяется точностью позициониро­ вания. Для различных классов точности многооперационных станков величина этой подачи колеблется в пределах от 1—2 до 4—5 мм/мин. Предельные значения подач определяют диапазон регулирования скорости приводов подач современных многоопе­ рационных станков; он колеблется от 1 : 600 (для станков малых размеров и сравнительно низкой точности) до 1:10000 (для станков больших размеров, обладающих высокой точностью).

Силовая характеристика приводов подач многооперационных станков несколько выше, чем у аналогичных приводов универ­ сальных станков, предназначенных для выполнения подобных

215

операций. Величина усилия подачи в основном зависит от раз­ мера станка. Вместе с этим величина силы, развиваемой приво­ дом подач, также зависит и от точности станка. Многоопераци­ онные станки более высокой точности, как и прецизионные уни­ версальные станки, оснащают приводами подач, развивающими меньшие силы, чем аналогичные приводы многооперационных станков нормальной точности. Однако следует отметить тенден­ цию к повышению силовых характеристик приводов многоопера­ ционных станков высокой точности и постепенное приближение их к характеристикам станков нормальной точности.

По характеру выполняемой работы приводы подач можно разделить на две основные группы: 1) для перемещения рабочего органа вдоль оси вращения инструмента и 2) для перемещения рабочего органа в плоскости, перпендикулярной к оси инстру­ мента.

Кпервой группе можно отнести приводы подач пинолей шпинделей и шпиндельных головок многооперационных станков

свертикальным расположением оси шпинделя и приводы попе­ речного перемещения столов и стоек станков с горизонтальными шпинделями. Эти приводы работают обычно при выполнении сверлильных и расточных операций, и максимальная нагрузка возникает при сверлении отверстий.

Кприводам второй группы следует отнести приводы подач столов многооперационных станков с вертикальным расположе­ нием шпинделя, приводы продольного перемещения и поворота

столов станков с горизонтальным расположением шпинделя и приводы их шпиндельных головок. В отличие от приводов пер­ вой группы, эти приводы предназначены в основном для пози­ ционирования рабочих органов, а также для перемещения их при выполнении фрезерных операций.

Различный характер выполняемых работ приводами указан­ ных выше двух групп обусловливает и различные требования к их кинематике, конструкции, силовым характеристикам, быст­ родействию и др.

Силовая характеристика приводов первой группы рассчиты­ вается обычно на преодоление осевой силы, возникающей при сверлении, так как последняя обычно имеет максимальное зна­ чение среди всех сил, возникающих при сверлильно-расточных работах (рассверливание, черновое растачивание, нарезание резьб и др.). Для многооперационных станков с контурной сис­ темой ЧПУ осевую силу при сверлении также следует считать максимальной силой резания, в связи с тем, что осевая сила, возникающая при фрезеровании деталей криволинейной формы, много меньше.

Для приводов второй группы силовая характеристика выби­ рается из условия преодоления сил, возникающих при фрезеро­ вании. Максимальные силы резания при фрезеровании возника­ ют при работе торцовыми фрезами.

2 1 6

В общем случае полезное усилие на рабочем органе много­ операционного станка колеблется для станков различных разме­ ров и классов в чрезвычайно широких пределах (300—3000 кг).

Принципиально различные требования, предъявляемые к при­ водам первой и второй группы, оказывают существенное влияние на конструкцию, применение того или иного типа приводного двигателя, принципа регулирования скорости и другие особен­ ности привода. Следует отметить, что приводы подач рабочих органов многооперационных станков независимые, имеют инди­ видуальный приводной двигатель или гидроцилиндр, что обус­ ловлено требованием независимости перемещения рабочего органа и дистанционным управлением его скоростью. Вместе с тем в качестве приводов первой группы иногда еще встречаются комбинированные приводы, в которых рабочие подачи осуществ­ ляются от кинематической цепи, связанной с главным приводом, а вспомогательные перемещения производятся от индивидуаль­ ного двигателя (например, в станке K.BNE50RM фирмы Kolb).

По способу регулирования скорости рабочих органов разли­ чают три типа приводов подач: 1) механические приводы с асин­ хронными электродвигателями и коробками подач; 2) электри­ ческие приводы с электродвигателями постоянного тока и пре­ образователями, обеспечивающими регулирование в широком диапазоне; 3) гидравлические приводы реже с гидроцилиндрами и в большинстве случаев с гидродвигателями.

Механические приводы подач в многооперационных станках встречаются сравнительно редко. Они применяются для привода подач пиноли станков с вертикальным расположением шпинде­ ля. Такие приводы иногда имеют кинематическую связь с приво­ дом главного движения и дополнительно оснащены асинхронным электродвигателем, выполняющим вспомогательные операции, например быстрый подвод и отвод пиноли. Привод в большин­ стве случаев представляет собой коробку подач с двумя входами соответственно — от главного привода многооперационного станка и от вспомогательного электродвигателя. Выход коробки связан кинематически с приводным звеном пиноли. Переключе­ ние ступеней коробок и приводных элементов производится авто­ матически электромагнитами, электродвигателями и другими устройствами.

Приводы подач с электродвигателями постоянного тока, у ко­ торых регулируется скорость вращения, нашли более широкое применение в многооперационных станках. Системы регулирова­ ния по своему принципу действия различны. В них применяются как машинные преобразователи, так и статические. Однако по­ следние находят все более широкое применение. Диапазон регу­ лирования скоростей современных электроприводов, . применяе­ мых для подачи рабочих органов многооперационных станков, колеблется в пределах от 1: 1000 до 1:4000. В станках отечест­ венного производства широкое применение находит электропри­

217

вод подачи типа ПТШР с тиристорным широтно-импульсным регулированием скорости.

Техническая характеристика широтно-импульсного привода типа ПТШР

Электропривод представляет собой замкнутую систему регу­ лирования, реверсивную по сигналу управления с обратной от­ рицательной связью по скорости. Конструктивно преобразова­ тель выполнен в виде блока с отдельно стоящим трансформато­ ром. Благодаря реверсивной схеме преобразователя в приводе обеспечивается эффективное торможение противотоком при лю­ бом заданном числе снижения скорости. Быстродействие приво­ да особенно сказывается при работе на малых скоростях (харак­ терных для точного позиционирования). При скорости 1— 2 об/мин процесс торможения длится 0,01—0,02 с. Переходной процесс при увеличении нагрузки на скорости двигателя 1 об/мин длится не более 0,1 с. Привод обеспечивает равномерное пере­ мещение рабочего органа многооперационного станка при скоро­ сти электродвигателя 0,3—0,5 об/мин. В приводе применяются электродвигатели ПСТ и ПБСТ с встроенными тахогенераторами.

В многооперационных станках, оснащенных контурной сис­ темой ЧПУ, нашли применение электроприводы с электродвига­ телями, имеющими беспазовый ротор, а также с печатным рото­ ром. Такие электродвигатели позволяют осуществлять непрерыв­ ное управление приводом, обеспечивая высокую точность положения рабочего органа. К приводу подач обычно электро­ привод пристраивается при помощи зубчатого редуктора с пере­ даточным отношением 1 ; 5—1 : 10, который связан непосредст­ венно с конечным звеном кинематической цепи привода подач рабочего органа.

2 1 8