Файл: Терган, В. С. Плоское шлифование учеб. пособие.pdf

i— 1

^oj

Рис. 63. Фрикционные передачи:

« — цилиндрическая, б — коническая, в —с переменным передаточным числом, прн перемеще­ нии катка вдоль оси

трения станет равным нулю (плечо равно нулю). При дальнейшем перемещении ведущего катка влево, за центр ведомого катка, про­ исходит реверсирование ведомого катка (изменение направления вращения) без изменения направления вращения ведущего вала, так как знак момента силы трения меняется на обратный. Указан­ ное свойство, фрикционной передачи используется в прессах для хо­ лодной штамповки и других механизмах.

Фрикционные передачи передают мощности до 12—20 кет. При­ меняются в прессах. В станках применяются очень редко.

Ц е п н а я п е р е д а ч а . Такая передача состоит из двух зуб­ чатых колес-звездочек, сидящих на двух параллельных валах, свя­ занных между собой бесконечной цепью, надетой на звездочки (рис. 64). Цепные передачи могут передавать большие мощности, чем ременные, при тех же габаритах. Они применяются для переда­ чи больших крутящих моментов.

Недостатком цепных передач является нестабильное передаточ­ ное отношение, ибо трудно изготовить очень точную цепь. В цепи имеются разные зазоры между отверстиями во втулках и роликами, что приводит к ударам и неустойчивым передаточным отношениям при резко изменяющихся нагрузках.

В металлорежущих станках применяют втулочно-роликовые це­ пи и реже — зубчатые бесшумные цепи. Зубчатые бесшумные цепи обеспечивают более плавную работу, но они сложнее и дороже в из­ готовлении.

Передаточное отношение цепных передач рассчитывают по фор­ муле

92

Рис. 64. Цепная передача:

а— втулочно-роликовая, 6 — бесшумная

Вшлифовальных станках цепная передача применяется редко.

З у б . ч а т ые п е р е д а ч и . Зубчатая передача используется для передачи вращения от одного вала к другому посредством зубча­ тых колес с наружным и внутренним зацеплением.

Параллельные валы приводятся во вращение прямозубыми ко­

зубчатыми колесами с прямыми и спиральными зубьями (рис. 65, д).

93

Достоинствами зубчатых передач является возможность пере­ давать большие крутящие моменты при малых расстояниях между валами и малых габаритах самих колес и получать стабильные пе­ редаточные отношения. Передачи эти долговечны и надежны в ра­

боте.

Рис. 65. Зубчатые передачи

Недостатком передач является дороговизна изготовления точ­ ных зубчатых колес и значительный шум при работе с большими скоростями.

Большую плавность работы обеспечивают передачи с косозубы­ ми колесами. Однако при такой передаче возникает большое осевое давление, передающееся на опору вала. Поэтому опору нужно пре­ дусматривать не только для восприятия радиального, но и осевого усилия.

Шевронные колеса обладают достоинствами косозубых колес и не дают осевой нагрузки на опору.

Ответственные зубчатые колеса, предназначенные для работы при большой нагрузке и высоких скоростях (более 10 м/сек), изго­ товляют из конструкционных качественных сталей, а малонагру­ женные, тихоходные — из машиноподелочных сталей и чугунов.

Передаточное отношение зубчатой передачи определяют по фор­ муле

где п\ — число оборотов ведущего вала, сек {мин); п2— число оборотов ведомого вала, сек (мин) ; Zi — число зубьев ведущего колеса;

гг — число зубьев ведомого колеса.

94

Скрещивающиеся валы вращаются при помощи червячной па­ ры — червяка и червячного колеса (рис. 65, е). Червяк представля­ ет собой винт с трапецеидальным профилем винтовой нитки и бы­ вает однозаходным и многозаходным.

Червячное колесо — это зубчатое колесо с зубьями особой фор­ мы. Червячные передачи позволяют значительно уменьшить переда­ точное отношение передачи, так как при одном обороте однозаходного червяка червячное колесо поворачивается только на один зуб, при двухзаходном червяке — на два зуба.

Передаточное отношение червячной пары определяют по фор­ муле

где г — число зубьев червячного колеса; к ■—число заходов червяка.

Червячная пара должна работать при обильной смазке, которая уменьшает трение и отводит образующееся при трении тепло.

Червяки изготовляются из конструкционных и легированных сталей, а червячные колеса для малонщруженных тихоходных пе­ редач (при окружной скорости червяка меньше 3 м/сек) — из чугу­ на; для нагруженных передач колесо изготовляют из бронзы.

винтовую пару. При вращении зубчатого колеса по часовой стрелке рейка перемещается прямолинейно слева направо.

При вращении винта гайка, удерживаемая от вращения стопор­ ным винтом или другим креплением, начинает перемещаться посту­ пательно вдоль оси винта (рис. 65, з).

Винтовые передачи главным образом применяются в механиз­ мах подач и механизмах установочных движений. Механизмы с вин­ товыми передачами предназначены для преобразования вращатель­ ного движения в поступательное. Эти передачи обеспечивают высо­ кую точность и плавность хода.

Винтовые механизмы выполняются:

а) с вращающимся винтом и перемещающейся поступательно или неподвижной гайкой. Например, в токарных станках ходовой винт вращается, а гайка движется (вместе с суппортом) поступа­ тельно;

б) с вращающейся гайкой и перемещающимся поступательно винтом, например, в механизме подъема и опускания шлифоваль­ ной бабки некоторых плоскошлифовальных станков.

Ходовые винты обычно имеют трапецеидальную резьбу и лишь в отдельных случаях — прямоугольную.

Ходовые винты изготовляют большей частью из конструкцион­ ной стали, а гайки к ним — из оловянистой бронзы. В менее ответст­ венных случаях гайки выполняют из антифрикционного чугуна.

Винтовые передачи отличаются большими потерями на трение. Для уменьшения потерь на трение в винте подачи шлифовальной бабки станков применяют гайки новой конструкции — гайки каче-

95

ния (рис. 6 6 ), в которых треиие скольжения обычного резьбового соединения заменяется трением качения. Винтовая канавка винта 1 заполнена роликами 4, находящимися на эксцентриковой оси 2. При вращении винта 1 ролики 4 перемещаются по его винтовой ка­ навке и заставляют всю гайку качения передвигаться вдоль вин­ та 1. Упорные подшипники 3 и 6 и игольчатые 5 на осях 2 значи­ тельно сокращают потери на трение. Гайкой 7 закрепляют детали на оси 2.

чатый подшипник, 7 — гайка

§ 7. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ И ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИВОДЫ

Гидроприводы широко используются в современных металлоре­ жущих станках. Они предназначаются для передачи движения от приводного двигателя к механизмам станка посредством рабочей жидкости — масла. Гидроприводы применяются главным образом для обеспечения прямолинейных перемещений в механизмах пода­ чи и рабочего движения шлифовальных, строгальных, протяжных и других станков. На резьбошлифовальном станке модели 582 гид­ ропривод используется для вращения шлифуемого изделия.

В качестве рабочей жидкости для гидросистем служит очищен­ ное минеральное масло. Для механизмов, работающих на больших

96

скоростях, применяют менее вязкое масло, а на меньших скорос­ тях — более вязкое.

С помощью гидравлических передач часто механизируется и ав­ томатизируется управление станком, например переключение ско­ ростей и реверсирование.

В гидроприводах имеются потери мощности на трение в движу­ щихся деталях гидросистемы (механические потери), потери, свя­ занные с уменьшением объема жидкости из-за утечки масла через неплотности и зазоры во всех звеньях (объемные потери), и гид­ равлические потери.

Механические потери учитываются коэффициентом полезного действия т}м, значение которого принимается таким же, как и в дру­ гих механизмах.

Объемные потери учитываются объемным к. п. д., значение кото­ рого равно

где QÄ— действительный объем масла в рабочей зоне гидропри­ вода;

Qt— теоретический объем масла, на который рассчитан насос. Объемный к. п. д. зависит от давления, температуры и вязкости масла, от состояния уплотнений и зазоров в движущихся органах

гидросистемы и колеблется в пределах 0,9—0,985.

Потери гидравлические, вызванные внутренним трением частиц масла, трением движущегося масла о стенки труб и других деталей гидроаппаратуры, сопротивлением движению масла при резких из­ менениях направления и сечения в коленах трубопровода и отвер­ стиях аппаратуры, определяется гидравлическим к. п.д. назначение которого колеблется в пределах 0,95—0,98. Общий к.п.д. гидро­ привода Т] = Т)м • Ноб-Нг-

Гидропривод, помимо насоса и рабочего цилиндра, имеет регу­ лятор скорости и давления, а также распределительные устройства. На рис. 67 показана схема гидропривода, обеспечивающего воз­ вратно-поступательное движение стола шлифовального станка.

Насос 2, забирая масло из бака 1, через кран 4 управления на­ правляет его в регулятор скорости (дроссель) 5, а оттуда — в по­ лость цилиндра золотника 12. При положении золотника, показан­ ном на -схеме, масло поступает в левую полость рабочего цилинд­ ра 10 и толкает поршень 11, а вместе с ним и стол станка вправо. Одновременно масло из правой полости рабочего цилиндра вытал­ кивается и через золотник и правый трубопровод направляется об­ ратно в бак.

На боковой поверхности стола 8 станка в нужном положении устанавливаются упоры 9 и 7, расстояние между которыми равно требуемой длине хода стола. При движении стола вправо упор 7, достигнув головки рычага 6, передвигает его вправо, и под действи­ ем механизма мгновенного реверсирования (на рисунке не пока­ зан) плунжер золотника переходит в положение, показанное на схе­ ме пунктиром. В новом положении золотника масло от насоса бу­

дет поступать в правую полость рабочего цилиндра 10 и стол нач­ нет двигаться влево, пока упор 9 не возвратит плунжер золотника в прежнее положение. Механизм мгновенного реверсирования пред­ отвращает остановку движения поршня И в тот момент, когда плунжер золотника занимает нейтральное положение и перекрыва­ ет соединительные каналы, сообщающиеся с цилиндром 10.

При кратковременной остановке станка для измерения или съе­ ма прошлифованной детали и установки следующей насос обычно не выключают, а перекрывают кран 4, при этом масло из насоса че­ рез предохранительный клапан 3 сливается обратно в бак.

Насосы. Насосы гидропривода предназначены для нагнетания масла в гидросистему. В металлорежущих станках применяются насосы трех типов: шестеренчатые, поршневые и лопастные.

Ш е с т е р е н ч а т ы е насосы имеют постоянную производитель­

тое колесо (ведущее) сидит на валу, которому сообщается враще­ ние от электродвигателя или механической передачи, другое (ведо­ мое) получает вращение от ведущего колеса. Размеры колес одина­ ковы.

В корпусе насоса имеются зона 1 для всасывания жидкости и зона 2 для ее нагнетания.

Рис. 68. Гидронасосы»

а — шестеренчатый, б — поршневой

Всасывающее отверстие располагается с той стороны, где зубья выходят из зацепления, т. е. где зубья как бы расходятся и осво­ бождают некоторый объем камеры. При этом масло из бачка под

98

зону 2 нагнетания. При вращении колес масло, находящееся во впадинах, выдавливается в трубопровод под определенным давле­ нием. Шестеренчатые насосы изготовляются для работы при низ­ ком (до 5 am), среднем (до 30 am) и высоком давлении (до 70 am). Производительность насосов — от 18 до 125 л/мин.

Насосы низкого давления, собранные вместе с электродвигате­ лем (ШДП), применяют в системах охлаждения станков. Такие же насосы, но без электродвигателя применяют в системах смазки станков при давлении 2—5 кгс/см2.

Для -питания гидросистем используют шестеренчатые насосы среднего и высокого давления (10—65 кгс/см2) производительно­ стью 5—125 л/мин.

Производительность шестеренчатого насоса с одинаковыми шес­ тернями определяют с точностью до 2 % по формуле

Q = ^S { D - S ) h - n A l M U H ,

106

где D — диаметр наружной окружности зубчатого колеса, мм\ S — расстояние между центрами зубчатых колес, мм\

b — ширина зубчатого колеса, мм\

п — число оборотов шестерен в минуту.

П о р ш н е в ы е н а с о с ы позволяют развивать давление в гид­ росистеме 744-200 кгс/см2.

Схема насоса приведена на рис. 6 8 , б. Ротор 1 вращается на не­ подвижном валу 2, который по длине имеет два изолированных друг от друга канала. Один канал (на схеме нижний) соединен со всасывающей трубой, а другой — с нагнетательной.

В роторе имеется ряд радиальных отверстий 3, служащих ци­ линдрами для поршней 4. Эксцентрично ротору неподвижно смон­ тирован цилиндр 5, внутренняя поверхность которого при вращении ротора вызывает возвратно-поступательное движение поршней в ра­ диальном направлении. Путь каждого поршня равен удвоенной ве­ личине смещения центров е. При движении головки поршня по по­ луокружности АВС он перемещается к центру и нагнетает масло в верхний канал, а оттуда — в нагнета­

тельную трубу. На участке CDA движе­ ние головки поршня производит всасыва­ ние масла. За один оборот ротора каждый