Файл: Станки с программным управлением..pdf

щих собой постоянные магниты чередующейся полярности. Числа полюсов статора и ротора одинаковы, но каждая секция ро­ тора сдвинута по отношению к другой на 7з угла между полюсами.

ЭШД работает так. Обмотки каждой секции статора пооче­ редно подключаются к источнику питания. Тогда находящиеся там электромагниты примут полярность, указанную на рис. 6, б. При этом разноименные полюса статора и ротора будут притя­ гиваться, а одноименные — отталкиваться, в результате чего ро­ тор повернется на Ѵз полюсного угла, т. е. на ГЗО'.

Обмотки секции статора могут подключаться к источнику пи­

правление вращения ШД, а следовательно, и направление подачи. Рассмотренная схема — трехтактная, т. е. полный цикл переклю­ чения статорных обмоток осуществляется за три управляющих им­ пульса. Для управления ЭШД обычно применяется шеститакт­ ная схема. В первом такте напряжение подается на первую об­ мотку статора, во втором •— на первую и вторую, в третьем — на вторую, в четвертом — на вторую и третью, в пятом — на третью, в шестом — на третью и первую. При использовании шеститактной схемы величина угла поворота ротора уменьшается в два раза по сравнению с трехтактной схемой.

Важной характеристикой ЭШД является способность к бы­ строму разгону и торможению (приемистость). Она определяется максимальной частотой следования импульсов, которые отраба­

щее время шаговые двигатели имеют небольшую мощность и кру-

Та бл и ца 1

Шаговые электродвигатели конструкции ЭНИМСа

16

тящий момент на валу и зачастую не могут использоваться как исполнительные двигатели.

Для усиления крутящего момента применяются гидроусилите­ ли, которые состоят из следящего золотника и силового гидро­ двигателя. Схема гидроусилителя приведена на рис. 7,а.

Следящий золотник состоит из корпуса 8, втулки 7 и крано­ вого золотника 4, Втулка 7 жестко связана с ротором силового гидродвигателя 2 посредством вала 3. Выходной вал гидродви­ гателя I приводит в движение ходовой винт станка. Крановый зо­

Вкорпусе 8 имеются четыре кольцевые проточки МП, «давл», «сл»

иМІ, соединяющиеся с соответствующими магистралями. Через

Рис. 7. Гидроусилитель:

17

магистраль «давл» масло поступает в золотник, а через «сл» идет на слив. Магистрали МІ и МП соединяют золотник с гидромото­ ром 2.

На рис. 7, б схематически показаны четыре сечения золотника по проточкам. Из чертежа видно, что пазы 1 через отверстия во втулке 7 и проточку МІ постоянно сообщаются с магистралью МП

апазы II — с магистралью МП.

Вположении золотника на рис. 7, б его выступы перекрывают

7, в. В результате этого масло через магистраль будет нагнетать­ ся в гидромотор. Вытесняемое из него масло через магистраль II, проточку МІІ, пазы II и проточку «сл» отводится на слив. Подача масла в гидромотор через магистраль МІ вызывает пово­ рот его на определенный угол в том же направлении, как и кра­ новый золотник, т. е. по часовой стрелке. Жестко связанная с гид­ ромотором втулка 7 повернется в ту же сторону, как бы догоняя золотник. Так осуществляется процесс слежения.

С прекращением вращения ШД вместе с ним остановится и крановый золотник 4. Гидромотор продолжает вращаться до тех пор, пока отверстия в сечениях «давл» и «сл» вновь перекроются выступами кранового золотника. Тогда циркуляция масла пре­ кратится и гидромотор остановится.

Нетрудно убедиться, что при вращении ШД в противополож­ ном направлении изменится и направление вращения выходного вала гидроусилителя.

Следовательно, в рассмотренном гидроусилителе момента осуществляется обратная связь по углу поворота выходного ва­ ла гидродвигателя.

§ 7. ОСОБЕННОСТИ КОМПОНОВКИ И КОНСТРУКЦИЙ МЕХАНИЧЕСКИХ УЗЛОВ

ТОКАРНЫХ СТАНКОВ С ЧПУ

Числовое программное управление для токарных станков за последние годы все шире применяется как в СССР, так и за ру­ бежом. Оно распространяется на токарные полуавтоматы, токар­ ные обрабатывающие центры, токарно-карусельные станки, тяже­ лые комбинированные станки.

Среди станков с ЧПУ, представленных на международной станкостроительной выставке 1968 года в Лондоне, токарные стан­ ки составляли 37% [4]. Многие типы токарных станков отечествен­ ного производства демонстрировались на Всесоюзной выстав­ ке в Москве «Станки 72» [5].

18

В компоновке станков с ЧПУ существует два направления: использование существующих моделей станков как базы для

создания станков с ЧПУ; создание специальных компоновок.

В качестве базы для станков с ЧПУ используются универсаль­ ные станки, оснащаемые специальными узлами, которые позво­ ляют эффективно использовать возможности программного уп­ равления. Основные требования к базовым станкам — высокая точность и жесткость конструкции.

Наряду с базовыми моделями создаются специальные компо­ новки, отличающиеся повышенной жесткостью, лучшим отводом стружки, большим количеством применяемого инструмента.

В станках для патронных работ наблюдается тенденция отка­ заться от традиционно расположенных направляющих станин, несущих суппорты с инструментом, и разместить их за осью центров, освободив все нижнее пространство под шпинделем и обрабатываемой деталью для схода стружки. С этой целью при­ меняют направляющие, расположенные в наклонной плоскости или

Станки для патронных работ отличаются многообразием ком­ поновок и конструктивных исполнений. Так, в станке мод. Л/Л-300 фирмы Монфорте суппорт с двумя шестипозиционными ре­ вольверными головками смонтирован на массивной круглой скал­ ке, выдвигающейся из корпуса передней бабки от механизма подачи и быстрых ходов. Одновременно в работе находится толь­ ко одна верхняя головка. После окончания обработки суппорт от­ ходит вместе с центральной скалкой и поворачивается вокруг ее оси так, что нижняя головка устанавливается на место верхней в рабочее положение. В одной из модификаций станок оборудован дополнительным магазином и устройством автоматической сме­ ны инструмента.

Патронный станок той же фирмы мод. УЛ-630 отличается вертикальной осью шпинделя и оригинальным размещением двух четырехпозиционных револьверных головок на крестовине в верх­ ней части станка. Широко применяется сочетание закаленных на­ правляющих станины с закаленными стальными накладками на подвижных органах станков. В ряде станков, преимущественно тяжелых, используются гидростатические направляющие.

Весьма интересна принятая в некоторых станках конструк­ ция шпиндельной группы. Она располагается в корпусе в виде трубы [4]. Приводная шестерня—на заднем конце шпинделя за пределами корпуса. Труба способствует быстрому выравнива­ нию температуры передней и задней стенок шпиндельной бабки. Зто обеспечивает стабильное положение оси шпинделя параллель­ но направляющим станины независимо от нагрева шпиндельных опор. В задних бабках некоторых станков применяется пиноль прямоугольного сечения, что повышает ее жесткость.

■19

В приводах главного движения широко применяются автома­

приводы постоянного тока с тиристорным регулированием. Удель­ ный вес их в общем объеме выпуска ведущих фирм составляет 50—70%.

В приводах широко распространены и передачи «винт-гайка» качения. Они имеют следующие преимущества:

низкие потери на трение; к. п. д. этих передач составляет при

60 HRC).

Недостатки передачи «винт-гайка» качения:

необходимость закалки винта и гайки до весьма высокой твер­ дости, что затрудняет изготовление винтов большой длины;

передача должна иметь высокую точность, так как погрешно­ сти изготовления элементов передачи вызывают колебание натя­ га при движении гайки по винту. Во избежание этого винт и гай­ ка должны быть шлифованными.

Попытки устранить недостатки передачи «винт-гайка» качения привели к созданию гидростатической передачи «винт-гайка», работающей в условиях жидкостного трения.

Сопряженные рабочие поверхности винта и гайки в такой пе­ редаче всегда разделены масляным слоем, вследствие чего износ полностью устраняется. Коэффициент жидкостного трения очень мал, благодаря чему к. п. д. гидростатической передачи выше, чем у передачи «винт-гайка» качения. Он составляет приблизи­ тельно 0,99 (без учета мощности насоса, нагнетающего масло). Передача практически является беззазорной, так как зазор в резьбе заполнен жестким слоем масла, подаваемого под давле­ нием через дроссель. При достаточном давлении жесткость мас­ ляного слоя выше контактной жесткости передачи «винт-гайка» скольжения. Винт и гайка могут изготовляться из легкообраба-

логичной), чем формы профилей, применяемых в передачах «винтгайка» качения. Исключение термической обработки позволяет без значительных затруднений изготовлять винты большой дли­ ны. Передача отличается хорошим демпфированием.

К недостаткам гидростатической передачи «винт-гайка» отно­ сятся необходимость циркуляционной смазки, высокие требова­ ния к качеству фильтрации масла, несколько меньшая жесткость масляного слоя и его меньшая несущая способность по сравне­ нию с передачей «винт-гайка» качения.

20